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近年来我国相继建成或拟建多座规模较大的常规水电站或抽水蓄能电站，这些电站水头较高，通常采用引水式开发或混合式开发，两机或多机共一水力单元的布置型式，输水系统较长，水力惯性较大，相应的稳定性问题较为突出和复杂，需要充分考虑压力管道内水体的高阶振动特性。
本论文在分析总结前人研究工作及成果的基础上，对水电站水力一机械系统小波动稳定性分析中描述压力管道内水体的弹性模型进行了进一步的研究探讨，特别结合基于水力振动理论的压力管道内水体弹性模型开展了深入的应用分析。论文结合国家自然科学基金项目(项目编号90610027)开展具体的研究工作，主要成果如下：
1、综合国内外在压力管道内水体数学建模方面的研究，给出常用的反映压力管道内水体水力特性的数学模型，并结合算例进行了比较分析。分析表明，基于水力振动理论的压力管道内水体弹性模型适合于水力一机械系统振动特性和小波动稳定性的分析，易于解耦，且解耦得到的一阶二次常微分方程能够较准确地反映压力管道内水体的各阶振动模式。
2、对于含简单分岔点的输水系统，采用基于水力振动理论描述有压管道内水体高阶振动特性的弹性模型，建立描述水力一机械系统水力特性的状态方程组，结合算例分析了考虑压力管道内水体采用不同阶数的弹性模型或刚性模型对系统小波动稳定性分析的影响，表明选择合适的弹性模型阶数能够比较准确的反映系统的动态特性。
3、对于环形输水系统(两机或多机共一引水道和尾水道)，采用基于水力振动理论的描述有压管道内水体高阶振动特性的弹性模型，建立描述水力一机械系统水力特性的状态方程组，结合算例分析了考虑压力管道内水体采用不同阶数的弹性模型或刚性模型对系统稳定性的影响。分析表明，系统压力管道越长，越不利于稳定；在其他条件相同的情况下，随着调速器参数T<,d>、b<,t>的增大，控制特征值实部的绝对值也逐渐增大，有利于小波动稳定性：同时，机组特性参数的取值对系统小波动稳定性的敏感性较高，应仔细分析和合理确定。
4、基于水力振动理论的压力管道内水体弹性模型，无论是微分方程的形式还是传递函数的形式，均可得到广泛应用。在控制领域，水力系统采用该数学模型，定性分析了对相应控制规律的影响，可进一步开展更细致的研究工作。