我国水电事业蓬勃发展,推进各类相关技术日益成熟,如何确保水电站水力瞬变过程的安全,始终是水电发展的关键技术之一。本文通过建立湘河水电站输水发电系统仿真模型,计算分析水电机组负荷变化、水力干扰以引发的瞬变过程,工况涵盖多类水位组合。研究内容对采用调压阀的中、小型水电站设计、选型布置及控制、水力瞬变过程的防护预测具有较高的参考价值,以及良好的适用性。本文主要研究内容如下:1、建立了设置调压阀作为保护措施的引水发电系统仿真模型,研究调压阀、导叶控制时间变化时,与系统内水击压力变化过程间的关系,并进一步分析控制时间对蜗末压力与转速上升的抑制作用。对比调压阀后布置方案,研究瞬变过程中危险的阀后负压现象,并着重分析转速多峰值的特殊性。2、详细分析水力干扰时功率、频率调节存在的差异,对于调压阀、导叶初始开度造成出力剧烈变化现象,以及频率调节时受导叶不动作以及调压阀旁通泄流作用等危险过程进行了系统研究,进而对调压阀拒动时的超负荷影响,以及伴随更为复杂的出力变化进行量化分析。3、对于调压阀难以参与的小负荷扰动调节过程,分类讨论中、低水位工况参数变化的差异性。论证转动惯量等系统参数的敏感性,并分析其对转速、出力等指标峰值及出现时间的作用效果及影响机理。4、通过对多类水力瞬变过程仿真计算分析,湘河水电站在一定程度的工程建设、机组选型变化时仍可确保系统安全稳定,采用阀后并入尾水布置在减少工程量的同时对各主要参数的防护效果均优于阀后连入下库布置方案。