3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS
Енергетичне обладнання малих гідроелектростанцій, а саме гідротурбіни, повинно надійно працювати в умовах тривалої експлуатації, мати високий ККД та мати змогу упродовж більшого періоду життєвого циклу підтримувати високу сталу потужність. В результаті тривалого вдосконалення конструкцій створено ря...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/257 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Institution
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-257 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2020-06-28T18:06:47Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
angle of rotation hydropower moment power programming turbine. |
| spellingShingle |
angle of rotation hydropower moment power programming turbine. Moroz, A. 3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| topic_facet |
angle of rotation hydropower moment power programming turbine. гідроенергетика турбіна програмування потужність момент кут обертання. |
| format |
Article |
| author |
Moroz, A. |
| author_facet |
Moroz, A. |
| author_sort |
Moroz, A. |
| title |
3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| title_short |
3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| title_full |
3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| title_fullStr |
3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| title_full_unstemmed |
3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS |
| title_sort |
3d simulation of hydromechanical characteristics of small hydropower plants |
| title_alt |
3D МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛИХ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ |
| description |
Енергетичне обладнання малих гідроелектростанцій, а саме гідротурбіни, повинно надійно працювати в умовах тривалої експлуатації, мати високий ККД та мати змогу упродовж більшого періоду життєвого циклу підтримувати високу сталу потужність. В результаті тривалого вдосконалення конструкцій створено ряд типів гідротурбін, які найкращим чином відповідають зазначеним вимогам. Проте залишаються недостатньо дослідженими робочі процеси гідротурбін з урахуванням можливих природних та технічних впливів. Також достатньо складно врахувати раптову зміну швидкості річкового потоку, наявність вихорів на виході з турбіни та ін.
У цій роботі досліджено можливості застосування сучасного програмного забезпечення для моделювання робочих режимів і енергетичних характеристик малих гідроелектростанцій з використанням експериментальних і довідникових даних.
Існують різні види характеристик гідромашин, які отримані при проведені досліджень у лабораторних умовах та відображають у графічному вигляді залежність одних робочих параметрів від інших. Найбільше розповсюдження у гідроенергетиці отримали приведені універсальні характеристики, які будуються для одиничних значень визначених величин: D=1м та H=1м. Моделювання нестаціонарних електромеханічних процесів гідроенергетичного агрегату ґрунтується на рішенні диференційного рівняння руху складових частин з використанням механічних характеристик турбіни, генератора і електричного навантаження. Використання сукупності нелінійних характеристик у процесі вирішення диференційного рівняння руху вимагає їх уявлення безперервною поверхнею, яка може бути ефективно реалізовано за допомогою тривимірних 3D графіків та апроксимуючих сплайн-функцій що входять до пакету прикладних програм для числового аналізу Matlab.
У статті наведено приклад коду та опис головних команд, які дають змогу будувати та аналізувати різні гідромеханічні та енергетичні характеристики агрегатів для проведення досліджень робочих режимів малих гідроелектростанцій. Знаходження кількісних значень кривих, які утворюються на перетині двох поверхонь, дає змогу дослідити та обґрунтувати закони управління гідроенергетичними турбінами з урахуванням природних особливостей річкового потоку, що було неможливо здійснити досі. Бібл. 14, рис. 9. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/257 |
| work_keys_str_mv |
AT moroza 3dmodelûvannâgídromehaníčnihharakteristikmalihgídroelektrostancíj AT moroza 3dsimulationofhydromechanicalcharacteristicsofsmallhydropowerplants |
| first_indexed |
2025-07-17T11:38:01Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:38:01Z |
| _version_ |
1850411121581752320 |
| spelling |
veorgua-article-2572020-06-28T18:06:47Z 3D МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛИХ ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ 3D SIMULATION OF HYDROMECHANICAL CHARACTERISTICS OF SMALL HYDROPOWER PLANTS Moroz, A. angle of rotation, hydropower, moment, power, programming, turbine. гідроенергетика, турбіна, програмування, потужність, момент, кут обертання. Енергетичне обладнання малих гідроелектростанцій, а саме гідротурбіни, повинно надійно працювати в умовах тривалої експлуатації, мати високий ККД та мати змогу упродовж більшого періоду життєвого циклу підтримувати високу сталу потужність. В результаті тривалого вдосконалення конструкцій створено ряд типів гідротурбін, які найкращим чином відповідають зазначеним вимогам. Проте залишаються недостатньо дослідженими робочі процеси гідротурбін з урахуванням можливих природних та технічних впливів. Також достатньо складно врахувати раптову зміну швидкості річкового потоку, наявність вихорів на виході з турбіни та ін. У цій роботі досліджено можливості застосування сучасного програмного забезпечення для моделювання робочих режимів і енергетичних характеристик малих гідроелектростанцій з використанням експериментальних і довідникових даних. Існують різні види характеристик гідромашин, які отримані при проведені досліджень у лабораторних умовах та відображають у графічному вигляді залежність одних робочих параметрів від інших. Найбільше розповсюдження у гідроенергетиці отримали приведені універсальні характеристики, які будуються для одиничних значень визначених величин: D=1м та H=1м. Моделювання нестаціонарних електромеханічних процесів гідроенергетичного агрегату ґрунтується на рішенні диференційного рівняння руху складових частин з використанням механічних характеристик турбіни, генератора і електричного навантаження. Використання сукупності нелінійних характеристик у процесі вирішення диференційного рівняння руху вимагає їх уявлення безперервною поверхнею, яка може бути ефективно реалізовано за допомогою тривимірних 3D графіків та апроксимуючих сплайн-функцій що входять до пакету прикладних програм для числового аналізу Matlab. У статті наведено приклад коду та опис головних команд, які дають змогу будувати та аналізувати різні гідромеханічні та енергетичні характеристики агрегатів для проведення досліджень робочих режимів малих гідроелектростанцій. Знаходження кількісних значень кривих, які утворюються на перетині двох поверхонь, дає змогу дослідити та обґрунтувати закони управління гідроенергетичними турбінами з урахуванням природних особливостей річкового потоку, що було неможливо здійснити досі. Бібл. 14, рис. 9. The power equipment of small hydropower plants, namely hydro turbines, must operate reliably in continuous operation, have a high efficiency and be able to maintain high steady power over a longer life cycle. As a result of continuous improvement of structures, a number of types of hydroturbines have been created the best in these requirements. However, the workflows of hydroturbines remain under-researched, taking into account the possible natural and technical impacts. It is also quite difficult to take into account the sudden change in river flow velocity, the presence of vortices at the outlet of the turbine, etc. In this work are explored the possibilities of using modern software for simulation of operating modes and energy characteristics of small hydroelectric power plants using experimental and reference data. There are different types of characteristics of hydromachines, which are obtained during laboratory tests and graphically depict the dependence of some operating parameters on others. The most widespread in the hydropower industry are the given universal characteristics, which are built for single values of certain values: D = 1m and H = 1m. Modeling of non-stationary electromechanical processes of a hydropower unit is based on the solution of the differential equation of motion of components using the mechanical characteristics of a turbine, generator and electrical load. The use of a set of nonlinear characteristics in the process of solving the differential equation of motion requires their representation by a continuous surface, which can be effectively implemented with the help of three-dimensional 3D graphs and approximate spline functions included in the Matlab software package. In this article are provides an example code and a description of the main commands that enable the construction and analysis of various hydromechanical and power characteristics of units for conducting studies of the operating modes of small hydroelectric power plants. Finding the quantitative values of the curves formed at the intersection of two surfaces makes it possible to study and substantiate the laws of control of hydropower turbines, taking into account the natural features of the river flow, which could not be done so far. Ref. 14, fig. 9. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-06-28 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/257 10.36296/1819-8058.2020.2(61).70-79 Возобновляемая энергетика; № 2(61) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 70-79 Відновлювана енергетика; № 2(61) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 70-79 Vidnovluvana energetika ; No. 2(61) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 70-79 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.2(61) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/257/184 Copyright (c) 2020 Vidnovluvana energetika |