[发明专利]一种水电站水轮机设计的优化系统及方法

摘要

本发明是一种水电站水轮机设计的优化方法及系统，优化方法为：根据水电站给定的特征参数，调用参数数据库和模型数据库，得到水轮机流道各部件的初设结果；对全流道进行稳定性能仿真，计算出各部件中不同稳定性影响因子的权重，得出流道各部件的优化修改意见和措施，发送和保存优化设计结果。实现此方法的系统包括：总体处理模块，数值计算模块，权重分析模块，数据存储模块，影响因子指标库和方法库。本发明实现了影响水轮机稳定性能的不同因子的综合预测和评估，使设计人员在水轮机设计和流道各部件最优配组合的设计上缩短了时间，进而也提高了电站水轮机组和厂房的稳定性。

主权项

一种水电站水轮机设计的优化系统，其特征在于：包括：互相通信连接的总体处理模块、数值计算模块、权重分析模块、数据存储模块、影响因子指标库和方法库；所述总体处理模块，用于调用系统中的其他模块，实现各模块间通信连接；所述数值计算模块包括：三维非定常紊流压力子模块、三维非定常紊流流场子模块和三维非定常空化两相紊流子模块，它们分别用于蜗壳进口至尾水管出口这一全流道的压力、流场和空化的仿真计算；所述权重分析模块包括：压力脉动权重子模块、涡流权重子模块和空化权重子模块，它们分别用于流道中分析断面上的各个记录点的压力、速度矢量和空泡组分等数据样本在不同时刻的回归计算，得出三个影响因子在各个断面不同时刻的“贡献”，进而得出影响水轮机稳定性的最重要因子以及不同影响因子在各流道部件中出现的最严重部位；所述数据存储模块包括：参数数据库和模型数据库，它们分别用于存储历史参数资料和模型资料，以及存储水轮机的初设资料和对应的优化结果；所述影响因子指标库，用于利用变量投影重要性指标对国内外众多历史资料进行计算，建立起来的有关三个影响因子的指标库，用于确定三个因子在每个断面同一时刻的“贡献”大小；所述方法库，是根据解决国内外众多存在水轮机稳定性问题的经验资料建立的数据库，用于在权重分析完成后，对修改流道各部件的参数和模型结构提供意见以及提供其他的辅助措施。