国家经济的快速发展,需要源源不断的能源提供支撑。在全球变暖的大背景下,积极开发绿色能源是当务之急。作为一种清洁、高效、廉价的可再生能源,水电越来越受到人们的青睐。水力发电在给我们带来巨大经济效益,而在实际的运行过程中电站的事故时有发生。因此,保障电站的安全稳定运行不得不引起足够的重视。开发水轮发电机组仿真软件并对特定的工况进行仿真计算,通过分析相关物理量的变化能够为电站的安全稳定高效运行提供重要的参考。本文以轴流转桨式水轮发电系统为研究对象,根据物理特性分别建立各模块的数学模型,包括PID控制器、液压系统、调压室、水轮机与引水系统、发电机等模型,利用特征线法计算各边界条件,并对协联曲线进行插值处理。基于面向对象的思想,针对上述各模块的数学模型及边界条件,在C++平台上开发了轴流转桨式水轮发电机组的仿真软件。应用开发的仿真软件对某电站甩负荷和增负荷等工况进行仿真,通过对比仿真数据和电站的现场实测数据,验证了模型的精确性。通过对典型工况仿真初步地进行了水电机组的调节保证计算。在增负荷仿真中,导叶开度、桨叶开度、蜗壳压力、尾水管压力等变量的变化规律均与理论相符。