在电力系统负荷变化的时候,为了让机组的转速在规定的时间内迅速调整到合理的范围内是调速器的基本任务,在调速器介入的作用下,不断调节机组的输出功率并让机组转速恢复到一个新的平衡状态。水轮机调速器帮助水轮发电机组实现功率调节及工况调节的方面发挥着至关重要的作用。电能的质量和电力系统的稳定和调速器性能的好坏有着莫不可分的关系。因为水轮机调节系统是集水—机—电为一体的,具有非最小相位、非线性、时变特性的复杂的控制系统,所以在水轮发电机组稳定运行工况运行过程中,受到外部干扰的时候机组的稳定运行工况将会受被打破,使机组处于一个过渡过程中。在水轮发电机组小波动过渡过程中,掌握其运行规律和提高水轮机调节控制性能,是水利水电领域目前所研究的重要问题。目前国内对水轮发电机组仿真计算分析所用的数学模型大多数是简化的数学模型,与水轮发电机组的实际运行情况有一定的差距,为了保证机组运行安全与所生产的电能质量,因此需要对水轮发电机组建立精确的数学模型,尽可能提高水轮发电机组的控制及仿真精度。本文以水轮发电机组小波动过渡过程为研究对象,通过小波动过渡过程实际运行情况对复杂引水管道、调压井、水轮机、发电机、调速器、尾水管、负荷扰动建立数学模型,在共用一条引水管道的多台机组之间引入水力干扰系数。在大多数小波动过渡过程研究中,水轮机的传递函数变化范围较小,可以用静态特性代替动态特性,在仿真研究中视为常数,但是本研究为了尽量逼近实际运行工况,提高仿真精度,利用MATLAB对水轮机的流量特性及力矩特性进行处理,创建水轮机传递函数的非线性的模块供Simulink调用,并以此为基础建立水轮发电机组小波动过渡过程动态模型,进一步改善水轮发电机组仿真精度及控制性能,确保水轮发电机组及电力系统的稳定高效运行。利用搭建好的数学模型,对多种水轮发电机组运行工况进行仿真,然后对水轮机调节系统的调节参数进行整定,得出满足调保计算的调速器最优参数及其范围。