[00348383]水电站的水机电耦合研究

项目在水机电耦合建模理论及方法、内部关联机制及其相互作用机理、系统稳定性控制理论等方面进行了深入研究，完成了预定的研究内，取得了预期的研究成果。揭示了水机电系统内部耦联机制及其相互作用机理，解决了识别水机电系统内部耦联关系及强弱的判据问题，提出了有效减轻和抑制水力机组振动和维护系统稳定的控制技术。主要成果总结如下：(1)构建了活动导叶调节动态与引水系统暂态及机组调节控制的动态耦联关系，建立了包括引水隧道、调压井、压力钢管、岔管在内的引水系统与水轮机系统动态耦联的理论和方法，实现了引水系统动态、多机组水轮机动态关联、调速控制系统的耦联分析。(2)提出了包括引水系统、调速控制系统在内的新型非线性水轮机模型，建立了描述管道耦合水击、水轮机系统、发电机系统、电力系统稳定器、自动电压调节系统、电网扰动等耦联关系的理论模型，实现了水电站单机或多机系统内部关联的数学描述，为研究各系统间关联的结构与阻尼特性、揭示水机电系统耦联动力学提供了新的理论方法。基于典型PID调速器结构，建立了电力系统小扰动与水力和控制系统的耦联关系，获得了控制律设计的解析表达式，设计了适合于水机电耦合的机组稳定控制器，提出了机组侧主动稳定控制理论和实现方法。(3)建立了混流式水轮机转轮、活动导叶流固耦合的建模理论和求解的方法，提出了一个描述水轮机湍流的动态亚格子应力模型，获得了翼型近壁区流动结构的分布及演化特性，揭示了来流及活动导叶调节动态绕流尾迹与转轮叶道湍流时空分布的关系及其演化的机理。实现了水轮机主要水力部件流固耦合动态与机电及控制系统的动态耦联。建立了腔体振荡流体动力学基于小参数扰动稳定性的定性理论和分析方法，揭示了腔体驱动流流动结构的演化机理。基于OpenFoam平台、C++及FORTRAN语言，编写了大量的程序代码，基本形成了相关问题的求解器。建设了先进的水机电耦合试验及HPC计算平台,完成了大量试验和计算。发表学术论文97篇，其中SCI收录19篇，EI收录65篇；由ELSEVIER出版会议文集一部(ISSN1877-7058)；申报发明专利7项，2项已获授权；获云南省自然科学奖励3项；与国内外同行进行了合作和广泛交流；在昆明主办国际学术会议2次，承办国际学术会议1次、国内学术会议1次；培养出站博士后人员2人，获博士学位研究生6人，硕士研究生12人。