IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM
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...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/398 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Institution
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-398 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-09T13:53:08Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
hydraulic turbine imitation model comprehensive design electromechanical system polynomial approximation dynamic mathematical models steady-state operating conditions. |
| spellingShingle |
hydraulic turbine imitation model comprehensive design electromechanical system polynomial approximation dynamic mathematical models steady-state operating conditions. Popovych, O. Golovan, I. IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| topic_facet |
hydraulic turbine imitation model comprehensive design electromechanical system polynomial approximation dynamic mathematical models steady-state operating conditions. гідравлічна турбіна імітаційна модель комплексне проєктування електромеханічна система поліноміальна апроксимація динамічні математичні моделі усталені режими роботи. |
| format |
Article |
| author |
Popovych, O. Golovan, I. |
| author_facet |
Popovych, O. Golovan, I. |
| author_sort |
Popovych, O. |
| title |
IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| title_short |
IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| title_full |
IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| title_fullStr |
IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| title_full_unstemmed |
IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM |
| title_sort |
immitation model of a hydro turbine for comprehensive modeling of hydroelectric power plant electromechanical system |
| title_alt |
ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ГІДРОТУРБІНИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ ГЕС |
| description |
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. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/398 |
| work_keys_str_mv |
AT popovycho ímítacíjnamodelʹgídroturbínidlâkompleksnogomodelûvannâelektromehaníčnoísistemiges AT golovani ímítacíjnamodelʹgídroturbínidlâkompleksnogomodelûvannâelektromehaníčnoísistemiges AT popovycho immitationmodelofahydroturbineforcomprehensivemodelingofhydroelectricpowerplantelectromechanicalsystem AT golovani immitationmodelofahydroturbineforcomprehensivemodelingofhydroelectricpowerplantelectromechanicalsystem |
| first_indexed |
2025-07-17T11:39:03Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:39:03Z |
| _version_ |
1850411454020190209 |
| spelling |
veorgua-article-3982024-02-09T13:53:08Z ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ГІДРОТУРБІНИ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ ГЕС IMMITATION MODEL OF A HYDRO TURBINE FOR COMPREHENSIVE MODELING OF HYDROELECTRIC POWER PLANT ELECTROMECHANICAL SYSTEM Popovych, O. Golovan, I. hydraulic turbine, imitation model, comprehensive design, electromechanical system, polynomial approximation, dynamic mathematical models, steady-state operating conditions. гідравлічна турбіна, імітаційна модель, комплексне проєктування, електромеханічна система, поліноміальна апроксимація, динамічні математичні моделі, усталені режими роботи. 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. An imitation mathematical model of a hydraulic turbine has been developed for comprehensive research and design of the elec-tromechanical system of a hydraulic power plant. The model is intended for studies in the simulation modeling system, taking into account the mutual influence of the components of the system and determining the efficiency criterion of the entire electrical complex, which is the ratio of the final useful action of the system to the volume of consumed resources. The turbine model determines the values of its head and torque based on input information about the flow rate, velocity, and guide vane opening. The turbine model is integrated into a comprehensive model of the hydraulic power plant to determine water flow rates and rotational speeds of the moving parts of the system based on the calculation of equations of motion equilibrium for the electromechanical and hydraulic components of the system. The turbine model is constructed using reference information on its universal characteris-tics within the assumptions of turbomachinery similarity theory. The model consists of second-order polynomial dependencies for head and efficiency as functions of flow rate, velocity, and guide vane opening. The algorithm for constructing polynomials involves approximating the head characteristics at constant guide vane openings to determine the polynomial coefficients and further approximating the dependencies of these coefficients as a function of the guide vane opening value. The calculation of the coeffi-cient values of the approximation polynomials is performed by minimizing the mean square deviation from the original tabular dependence. The model has been tested on a small-scale hydroelectric power plant example with a 250 kW propeller turbine. The possibility of optimization studies of the structural and operational parameters of the hydroelectric power plant components is demonstrated by varying its static head, electrical load, and guide vanes opening. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2023-07-17 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/398 10.36296/1819-8058.2023.2(73).51-60 Возобновляемая энергетика; № 2(73) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 51-60 Відновлювана енергетика; № 2(73) (2023): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 51-60 Vidnovluvana energetika ; No. 2(73) (2023): Scientific and applied Journal renewable energy ; 51-60 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2023.2(73) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/398/311 Copyright (c) 2023 Vidnovluvana energetika |