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水电机组过渡过程是水、机、电相互制约与影响的过程，在水电站运行中经常出现。其仿真研究对于电站的设计和运行有着非常重要的作用，它不仅能在水电站新建的初期优化设计方案，降低修建水电站的成本，缩短修建工程时间，而且还能在电站建成后指导机组安全、优化运行，提高电站的经济效益。本文在回顾了水力过渡过程研究历程的基础上，对国内外的研究现状和发展趋势进行了总结，并提出了课题的研究内容。基于水动力学、自动控制原理、数值分析等基本理论与方法，分析并建立了压力引水管道、调压井、水轮机、微机调速器、发电机等部件或设备的数学模型，以及相应的边界条件。针对建立的数学模型，结合具体工程实例，在BCB软件平台上，编写了水电机组动态过程仿真计算程序。基于设计的数字仿真软件，对某水电站机组的空载扰动工况和甩负荷工况进行了仿真研究。通过仿真分析，选择并确定了较好的PID参数使机组在空载工况下能够保证快速同期并网。而针对机组甩负荷仿真试验，详细分析了PID参数和接力器关闭形式对机组甩负荷特性的影响。本文在水电机组动态过程仿真方面取得了一定的研究成果，能够在一定程度上为水电站发电运行提供定性分析和决策支持。