混流式水轮机调节系统建模与非线性动力分析

"该文档是西北农林科技大学2013年的一篇硕士论文，主题聚焦于混流式水轮机调节系统的建模与非线性动力分析，由研究生丁聪撰写，导师为巴多多教授。论文探讨了水轮机调节系统在确保水电站安全、可靠运行以及电力系统供电质量中的关键作用，并深入研究了其动态特性的建模方法和非线性动力学分析。" 混流式水轮机调节系统是水电工程中的核心组成部分，涉及到水力学、机械工程和电气工程等多个领域。由于系统在运行过程中会经历开机、停机、空载、并网等多种状态，其动态行为是高度时变、非最小相位的复杂非线性控制系统。因此，建立精确的数学模型以分析其动态特性是极其重要的，但也是极具挑战性的。 论文采用了模块化建模策略，将系统分解为引水系统、水轮机、发电机和调速器四个子系统，分别建立了各子系统的数学模型，包括线性化模型和非线性模型。线性模型在小扰动条件下能提供快速简便的计算，但仅能近似描述系统特性；而非线性模型则能更准确地反映系统的实际行为，尤其适用于各种扰动情况下的动态分析。选择何种模型应根据分析的具体目标和需求来确定。 在模型构建的基础上，论文还探讨了如何有机整合这些模块，并提出了两种常见大波动非线性模型：单机单管简单非线性模型和包含调压室及长尾水管的非线性模型。此外，论文还介绍了非线性系统的稳定性理论、分岔理论，以及用于计算运动特征标志的数值方法，这些都是进行非线性动力分析的关键工具和技术。 这篇研究对于理解混流式水轮机调节系统的复杂动态行为，提高水电站运行效率，保障电力系统的稳定运行具有重要意义，同时也为相关领域的工程实践和理论研究提供了宝贵的参考。