水电站水力过渡过程,指的是过水系统中的水流从一个稳定状态转变到另外一个稳定状态的过程。在某一外扰下,水力发电机组可能发生启动、停机、甩负荷等过程。这会导致机组转速急剧变化并引起引水管道中的压力升高,会对水电站的引水系统和机组产生破坏。水力过渡过程计算在水电站设计过程中具有举足轻重的作用,与水电站运行的安全性和可靠性密切相关。水电站水力过渡过程计算的合理性,将关系到水电站引水系统的设计并决定了水电站的安全运行和供电的质量。本文以木扎提三级水电站引水系统为研究背景,根据特征线法,运用MATLAB中的Simulink工具箱建立水电站水力过渡过程仿真计算模型并进行仿真分析。对木扎提三级水电站的大、小波动过渡过程进行计算机仿真模拟研究。本文研究得到的成果主要有以下几点:(1)在水轮机导叶最优关闭时间的选择中,针对甩负荷工况,分别对不同的导叶关闭时间进行仿真计算。对仿真数据进行拟合分析,得到转速上升率和蜗壳进口压力随时间的拟合曲线,选取木扎提三级水电站合理的导叶关闭时间为8秒。(2)采用加大调压室上部截面面积的方法,通过计算采用不同调压室上部截面面积的涌浪水位情况,得到调压室上部截面面积越大,调压室上部截面面积改变高程越低,调压室的最高涌浪水位越低,越能够满足控制要求。选择既满足要求开挖量又小的方案,经过比较,最后选择在高程2172.00m之上增加调压室上部截面半径为11m的调整方案。(3)甩负荷和减负荷水力过渡过程会导致水轮机组转速快速上升和系统水压大幅升高等参数的剧烈变化。上游为死水位的时候不能满足4台机组共同发电,其他工况下得到的调压室水位、转速上升率、蜗壳进口压力等参数均在控制范围之内。小波动情况下水电站的引水系统和水轮机小波动符合规范要求。水力干扰情况下,调压室波动过程均是收敛的,满足水电站水力过渡过程计算控制要求。水力过渡过程仿真计算的结果表明,利用MATLAB对水电站水力过渡过程进行模拟仿真具有参数值改变简单、完成一次仿真试验时间短等特点。这种方法可以解决水电站调节系统物理模型建造、参数改变困难的情况,是高效的研究方法。