水轮机顶盖模型物理场实时监测研究

作     者：罗金文 唐晓丹 李初辉 刘绍勇 黄天雄 胡庆雄 LUO Jinwen;TANG Xiaodan;LI Chuhui;LIU Shaoyong;HUANG Tianxiong;HU Qingxiong

作者机构：中国长江电力股份有限公司乌东德水电站云南昆明650000 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2023年第54卷第S2期

页      面：281-288页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中国长江电力股份有限公司2021年工业互联网创新发展工程一工业数字孪生管理系统项目 

主　　题：水轮发电机 顶盖 有限元 代理模型 数字孪生 实时 高精度 

摘      要：水轮机顶盖是发电机组的关键部件,其运行状态的监测是机组安全稳定运行的重要保障。如何实现水轮机顶盖快速、直观、无盲区的运行状态监测,始终是水电站运维环节的难点。为提升水轮机顶盖运行状态监测的效果,构建一套具备高精度、高实时性的水轮机顶盖物理场实时监测体系。通过综合运用有限元分析计算与代理模型技术,首先构建水轮机顶盖有限元模型,再以现场监测数据为基础和驱动因素,基于模型有限元仿真的样本点数据,构建出高精度的水轮机顶盖物理场代理模型,实现水轮机顶盖真实物理模型与数字模型的高效、高精度的实时映射。基于水轮机顶盖物理场实时监测体系,实现了顶盖物理场代理模型的计算效率毫秒级别,各物理场量计算最大误差、均方根误差均小于1%,判定系数均大于99%。结果表明:水轮机顶盖物理场实时监测体系的运用,实现了高精度、高实时性的运行状态监测的,使得监测结果更加直观、监测数据更加丰富、监测无盲区。