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水电站水机电联合过渡过程是指由于机组负荷变化将引起水电站输水管道、水轮机、调压井、发电机机械部件以及相关的调节控制系统的动态变化。这种动态变化在水电站实际运行中是不可避免的。它关系到水电站的安全稳定运行和供电品质。本文在前人研究成果的基础上,继续对水电站水机电联合过渡过程仿真模型进行研究,旨在开发出一套完整的水机电过渡过程的仿真平台。本文的主要工作如下: 1)分析和推导了水击基本方程,研究了用特征线法求解水击基本方程的方法,建立了基于特征线法的水力系统边界条件。 2)分析和推导了水轮机的实用数学模型以及电网侧的发电机、负荷、电网、调速器、励磁系统的数学模型。 3)提出了把面向结构图的模块化建模方法应用到水电站水力系统、机械系统、电力系统建模中的方法。基于此建模方法上设计了水力系统中的水库入口节点、中间节点、分岔节点、调压井、水轮机节点、尾水管节点的模块化模型,设计了电力系统中发电机、负荷、电网、调速器、励磁系统的模块化模型。 4)研究了用Delphi和Matlab语言混合编程思想,在此基础上设计和开发了水轮机模型曲线采集与拟合程序,为水轮机建模提供了较为精确的模型。 5)根据所建立的水机电的模块化模型,在 Delphi语言的开发环境下,设计和开发了一套仿真运行机制和仿真算法,开发了水机电仿真模块库,最终建立了一套面向结构图的水电站水机电动态过程仿真程序。 6)以单机无穷大系统,IEEE5节点系统为例对基于水轮机简单模型的水机电联合过渡过程进行了仿真,以某水电站引水发电系统为例对基于水轮机详细模型的水机电联合过渡过程进行了仿真,并对结果进行验证和分析。