IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM

• Date: 2023
• Main Authors: Popovych, O., Golovan, I.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2023
• Subjects: hydraulic turbine; imitation model; comprehensive design; electromechanical system; polynomial approximation; dynamic mathematical models; steady-state operating conditions.
• Online Access: https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/398
• Journal Title: Vidnovluvana energetika

Розроблено імітаційну математичну модель гідравліч-ної турбіни для комплексного дослідження і проектування електромеханічної системи гідравлічної елек-тричної станції. Модель призначено для досліджень у системі імітаційного моделювання з урахуванням взаємного впливу складових системи і з визначенням величини критерію ефективності всього електро-технічного комплексу, як відношення величини кінцевої корисної дії системи до обсягу спожитих ресурсів. Модель турбіни визначає величини її напору і моменту відповідно до вхідної інформації про подачу, швидкість, відкриття лопатей напрямного апарату. Модель турбіни інтегровано до комплексної моделі гідравлічної електричної станції для визначення величин витрат води і швидкості обертання рухомих частин системи за результатами розрахунку рівнянь рівноваги рухомих частин електро-механічної і гідравлічної складових системи. Модель турбіни побудовано за довідниковою інформацією про її універсальні характеристики у межах припущень теорії подоби турбомашин. Модель являє собою поліноміальні залежності другого порядку для напору і ККД у функції витрат, швидкості, величини відкриття напрямного апарату. Алгоритм побудови поліномів передбачає апроксимацію напірних характеристик за сталих величин відкриття напрямного апарату із визначенням коефіцієнтів поліномів і з подальшою апроксимацією залежностей зміни цих коефіцієнтів у функції величини цього відкриття. Розрахунок величин коефіцієнтів апроксимаційних поліномів здійснено з мінімізацією середньоквадратичного відхилення від вихідної табличної залежності. Апробацію моделі здійснено на прикладі малої ГЕС із пропелерною турбіною потужністю 250 кВт. Показано можливість оптимізаційних досліджень конструктивних і режимних параметрів складових системи ГЕС при зміні її статичного напору, елек-тричного навантаження, величини відкриття напрямного апарату.