https://www.shjcedu.com  上海计呈教学设备13636618907                                                  水轮机组发电实训系统                                   一、概述 微型水力系统模拟小型水力系统，以演示原理，而不需要大量的水。它们可用于低水头、低流量条件。，展示从取水到配电的整个系统。 可选附加组件/增强功能抽水蓄能模型：包括一个抽水蓄能系统，在高峰需求期间，水被抽到山上并释放出来发电。变速发电机：一些系统允许学生试验不同的发电机速度，以观察它们如何影响发电。 二、技术性能 输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz 工作环境：温度-10℃～40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m 装置容量：≤1.5kVA 外型尺寸：1600mm×700mm×1500mm   二、配置 水源/水库： 模拟水源或水库，提供连续水流，模拟河流或水流。 水箱： 通常用于储存可通过系统抽水或引导的水。 水流量控制：允许调整实验用水量的阀门或泵。 管道： 将水从水库或水箱输送到涡轮机的管道或渠道。坡度影响水压和流量。 涡轮机： 一种将流动水的动能转化为机械能的装置。涡轮机：根据不同的水流速度和水头（高度），这些是用于不同水力系统的涡轮机类型。转子：涡轮机的旋转部分，与发电机相连。 发电机：将涡轮机的机械能转换为电能。交流/直流发电机：可以是交流或直流发电机   三、功能 1、输出端子：向负载或储能器供电。负载：灯泡、风扇或其他小型电器等设备，用于演示发电如何为实际应用供电。电压调节器：确保电压保持稳定，不受水流或涡轮机速度变化的影响。 控制与监控系统 控制面板：用于管理水流、涡轮机速度和发电机性能。 速度控制：调整涡轮机的速度以实现最佳发电效果。 流量控制：管理流向涡轮机的水流，以模拟不同条件并测试系统的响应。 显示/测量仪器： 电压表：测量发电机产生的电压。电流表：测量流经负载的电流。功率计：监测总发电量，单位为 W、 水流量计：测量通过压力管道的水流。 安全机制：包括断路器、保险丝和安全开关，用于保护系统免受电气过载或机械故障的影响。 安装和结构部件 安装框架：用于固定涡轮机和发电机的支架或框架，通常可调节以测试不同的角度或水压。 电缆和连接器 电缆：连接涡轮机、发电机、控制系统和负载设备的电线。连接器：确保所有系统组件之有安全、正确的电气连接。 = 三、内容实训： 1、提供系统设置、实验操作和了解水电理论概念的逐步说明 2、各种实验装置，改变水流速率和测量其对发电的影响。 3、涵盖水力发电原理、涡轮机类型、效率以及水压和流量如何影响发电量。  

300mm×160mm×270mm，由水槽、水轮及联动碾米机构组成，模拟水轮机的工作过程以及水利的利用，可循环动作。

本发明公开了一种水轮机调节系统的参数辨识方法，用于在水轮机调节系统中对系统参数进行有效辨识。根据水轮机调节系统建立仿真模型，然后依据该仿真模型建立采用实际系统输出与辨识系统输 出的加误差平方和作为参数辨识的目标函数，运用本发明设计的优选方法求解目标函数得到最优控制参数。本发明设计的水轮机调节系统参数辨识方法，采用一种新型启发式优化算法优化目标函数，可以搜索到更小的目标函数值，能得到更精确的辨识参数。更精确的辨识参数使得对应的辨识系统与实际系统输出吻合较好。

一种水轮机调节系统高阶数学模型的降阶方法，包括如下步骤：①简化系统分母的最高次项，实现 系统的一次降阶，得到一次低阶等效系统式；②从波动叠加的角度出发，将一次低阶等效系统式变换为 两个 2 阶子系统相加的形式；③进行拉普拉斯反变换，得到水轮机调节系统的一次低阶等效系统在负荷 阶跃扰动下的机组转速响应波动方程；④对完整 5 阶系统式进行二次降阶；⑤利用二阶系统进行水轮机 调节系统转速响应调节品质的影响因素分析。其优点是：较之其他降阶方法，本方法是

本发明公开了一种水轮机调节系统控制参数的优选方法，用于在水轮机调节系统中对 PID 控制参数进行优选。根据水轮机调节系统建立模型，然后依据该仿真系统建立以 PID 控制器控制参数为优化变量的目标函数，运用本发明设计的优选方法求解目标函数得到最优PID控制参数。本发明设计的水轮机调节系统控制参数的优选方法，采用一种新型启发式优化算法优化目标函数，能搜索到更优的目标函数值，得到的解代表更优的 PID 控制参数。更优的 PID 控制参数能使水轮机调节系统频率偏差更小，调节速度更快，系统响应曲线更加光滑，系

针对 100 ~ 260m 范围的水力资源， 研究和开发出了比转速ns= l 8 ~

本发明提出一种水泵水轮机第一象限特性曲线理论预测方法，基于水轮机欧拉方程，利用水泵水轮 机转轮进出口直径、转入叶片进出口安放角及导叶开度等几何体型参数，考虑转轮进口的撞击损失、转 轮内及尾水管水头损失和离心力作用项，得到水泵水轮机反―S‖的特性及水轮机区特性曲线。本发明可 适用于抽水蓄能电站中水泵水轮机前期开发设计，为水泵水轮机几何参数对转轮的反―S‖特性影响提供 预测和指导方向；使转轮在水力模型试验之前，为电站前期调节保证设计提供水轮机区初步

本发明公开了一种适用于电力系统分析的转桨式水轮机调节系统动态模型，包括：调速器模型、导 叶控制系统模型、桨叶控制系统模型、水轮机及引水系统模型。所述导叶控制系统模型和桨叶控制系统 模型构成转桨式水轮机双调节系统，所述桨叶控制系统模型考虑了导叶开度与桨叶开度间存在的协联关 系，用五次多项式曲线拟合的方法获取；所述水轮机模型在解析非线性模型的基础上考虑桨叶角对水轮 机效率的修正作用，导叶开度与桨叶开度共同影响水轮机模型的机械功率输出，且计及导叶开度

本发明提出一种水泵水轮机全特性曲线的构造方法，采用了一种数学变换方法，结合数理统计知识， 根据已有的全特性数据，以比转速(水泵水轮机的特征参数)为基准插值获得任意比转速的全特性曲线。 全特性曲线构造的前提是收集一套包含不同比转速的全特性曲线数据，根据对收集数据的规律研究、数 学变换以及数理统计分析，并采用四维的插值方式，最终实现对任意比转速全特性曲线的构造。本发明 可适用于抽水蓄能电站的前期设计，特别适用于在缺乏水泵水轮机全特性数据时，抽水蓄能电站的前期 调节保证设计。

发明涉及一种水轮机调速系统控制参数的优化整定方法，该方法首先通过对实际机组水轮机调速系统控制对象进行 T-S 模糊模型辨识，得到高精度的水轮机调速系统仿真系统，然后依据该仿真系统建立以 PID 控制参数为优化变量的目标函数，运用引力搜索算法求解目标函数得到最优 PID 控制参数。由于本发明建立的仿真系统精度高，能真实反映实际机组特性，在该仿真系统上得到控制参数优化结果能直接应用于实际机组，有效提高机组调速系统动态品质。