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水电站水力过渡过程水力过渡是指水电站在发电运行中，从一种水流状态过渡到另一种水流状态的过程。
水力过渡是水电站重要的运行控制手段，能够保证水电站的稳定运行，同时满足电网对电能输出的质量和定量要求。
本文将介绍水力过渡的基本概念、分类及运行要点。
水力过渡的基本概念水力过渡是指水电站在发电过程中将水流状态从一种水流状态快速转换到另一种水流状态的过程。
水力过渡的主要目的是保证常规水电站在满足电网负荷需求的同时，保证发电机组的稳定性和安全性。
水力过渡的基本要素包括过渡时间、过渡高度和过渡平稳度。
对于水电站而言，过渡时间要足够短，以保证电能输出的连续性和稳定性；过渡高度则要考虑水电站的水头及流量条件，尽可能降低水电站的压力梯度，以减小水力冲击和振动的干扰，从而保证水电站的设备和结构的安全运行；过渡平稳度则要以最小化过渡过程中的流量变化和压力变化为原则，以保证水电站系统的稳定性和安全性。
水力过渡的分类水力过渡按照其实施时的基本方法和过渡效果，可分为以下几类：直接开闸水力过渡直接开闸水力过渡是指水电站在需要进行过渡时，通过开启主控闸门，直接将水从当期调节水位过渡到目标调节水位，以达到过渡的目的。
这种方式适用于水头较低、流量较小的水电站，能够快速完成过渡，但在实际操作中应尽量避免操作不当，造成设备损坏。
缓开闸水力过渡缓开闸水力过渡是指水电站在过渡时，通过缓慢开启关键闸门，逐渐将水流引导入目标流道或下泄渠道，达到过渡的目的。
这种方式适用于水头较大、流量较大的水电站，能够实现平稳过渡，但过渡时间较长，需要进行详细的操作规程制定。
借助发电过程完成的水力过渡这种方式是指通过调整并逐渐改变发电机组出力，将水流状态从一个流量、扬程过渡到另一个流量、扬程。
这种方式适用于水头较高、流量较大的水电站，能够实现快速平稳地完成过渡，并保证发电机组的稳定性。
人工辅助水力过渡人工辅助水力过渡通常是指通过调整泄水闸门或其他水力设施，辅助实现水力过渡。
4第40卷第4期2017年4月水电姑机电技求Mechanical & Electrical Technique of Hydropower StatioiV〇1.40No.4Apr.2017电站水力过渡过程工况拟定问题探讨刘君，张军智,邓志勇(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安710065)摘要:电站水力过泼过程工况拟定涉及上、下游水位、输水系统布置、调压措施、机组动作、电气主接线方式等几个 主要因素，各类工况拟定的合理性和全面性对确定输水系统结构设计、机组招标设计、闸门设计和指导电站安全运 行具有重要影响。
对常规混流式机组电站和抽水蓄能电站水力过渡过程工况拟定中遇到的有关问题进行了探讨，并 提出了相应的建议。
关键词:混流式机组电站;抽水蓄能电站;水力过波过程;工况中图分类号:TV131 文献标识码:A文章编号=1672-5387(2017)04-0004-05D0I：10.13599/ki.11-5130.2017.04.0021引言国家能源局于2016年11月底正式发布《水电 发展“十三五”规划》报告™，该报告要求积极有序推 进大型水电基地建设，加快抽水蓄能电站建设。
常规 水电站和抽水蓄能电站在“十三五”期间每年分别开 工1200万kW左右，将成为水电建设“新常态”。
水 力过渡过程计算研究是一项涉及输水发电系统工程 技术可行性及经济合理性的重要问题r a，其中工况拟 定是开展过渡过程计算的前提之一。
过渡过程计算 工况主要是指完成水力过渡过程计算所需要的一组 边界条件，涉及电站上、下游水位、输水系统布置、调 压措施、机组动作、电气主接线方式等几个主要因 素，各类工况拟定的合理性和全面性对确定输水系 统结构设计、机组招标设计、闸门设计和指导电站安 全运行具有重要影响。
水电规机电(2013)12号文件 《水电站输水发电系统调节保证设计专题报告编制 暂时规定(试行)》[3]中提出了设计工况和校核工况的 基本概念，但并未说明设计工况和校核工况的具体 拟定方法。
大波动过渡过程计算分析总结水电站输水系统和机组过渡过程的计算分析具有重要的意义，该计算分析对于机组参数GD2的选择、导叶关闭规律的确定、调压室参数的选择和管道线路的布置等方面都有重要的指导作用。
水电站过渡过程计算分析由大波动过渡过程计算分析和小波动过渡过程计算分析两部分组成。
以下对大波动过渡过程计算分析进行总结说明。
大波动过渡过程计算分析主要包含以下几个部分：①该类系统数学计算模型的建立和求解；②仿真计算程序的编制；③具体输水系统有关原始数据的准备（包含实际系统概化问题）；④各种大波动控制工况的计算分析；⑤《水力过渡过程计算分析报告》的撰写。
一．数学计算模型的建立水电站输水系统数学模型由输水道数学模型和边界数学模型两部分构成。
1．输水道数学模型目前，输水道数学模型是根据一元总流流体的运动方程和连续方程，建立有压管道水力瞬变的弹性水锤基本方程组，然后利用特征线法对方程组进行简化、求解（这里暂不讨论无压输水道）；由于在建立和求解模型的过程中，存在一些简化和假定条件，因此存在以下几个值得研究的问题：①现模型采用一元流假定，该假定在某些情况下不适用，应该改用“二元流”或“三元流”原理构造数模。
②该模型要求“同一段管道为单特性管”，因此须对非单特性管进行合理概化。
③该模型中管道阻力系数采用的是阀门关闭前稳态流动的值，实际应该采用动态的阻力系数。
④计算时间步长和波速调整的优化。
⑤含气水锤模型的建立。
2．边界数学模型不同边界具有不同的数学模型，目前基本边界的数学模型已较成熟，满足仿真计算精度要求。
3．数模的求解方法有压输水道数学模型采用特征线法求解；简单边界数学模型（如一元非线性代数方程）采用改进的不动点迭代法求解；复杂边界数学模型（如二元非线性代数方程组）采用牛顿-莱甫生法求解。
二．仿真计算程序的编制利用FORTRAN语言将已建立的数学模型和所选的求解方法编制成仿真计算程序。
同时，须注意以下几个问题：①水轮机特性曲线的变换（目前采用改进的Suter法）。
有关长距离输水工程水力过渡过程的分析摘要：随着社会经济水平的不断提高，我国水利建设获得了长足的发展，其中，长距离输水工程以其重要的社会意义和经济价值获得了业内外人士的普遍关注。
本文将结合实例对长距离输水工程水力过渡过程进行分析，以便参考。
关键词：长距离输水工程；水利过渡工程；分析工程概况某水库输水工程（辽宁省境内），输水管道全长共计222.898公里，途经6市。
该工程属于长距离输水工程，同时还具有大流量以及低扬程的特点，整个输水系统被设计为压力密闭式系统。
泵站上游部分利用有压重力原理进行水流的输送，在整个输水管线上共设置了6个配水站以实现对多个城市的配水，因而管线沿途流量呈现出不断减少的趋势。
其取水头部和输水洞直接相连，不仅设有拦污栅、电动吊车，还设有检修闸门以及工作闸门。
输水洞、配水站之间的主要设施如下：1）调流阀；2）流量计；3）电动蝶阀；4）稳压塔和液控蝶阀；5）排气阀；6）泄水阀[1]。
在有压管道输水工程中，应用水力学非恒定流理论可知，输水系统启停时，系统中的阀门也会随之发生相应的短暂启停，如此一来，便会造成水击的问题。
此过程中，管中流速一旦发生剧烈波动（受某些外界因素影响），将会导致水体压强发生大幅变化，继而对管壁、阀门以及其它各种管路元件造成强烈冲击，轻微时，可能造成相关元件的毁损，严重时，将会造成管道爆裂，影响整个输水工程的安全及正常运营。
由此可见，针对水击过渡过程展开分析、研究具有非常重要的现实意义。
2.水力过渡过程物理模型选择本文将采用一维瞬变流模型对水力过渡过程（或者称之为水击作用）展开数值研究。
其中：1）V—水体流速；2）H—测压管水头；3）a—水击波波速，取值1000m/s2；4）g—重力加速度，取值9.81m/S2；5）x—沿输水管道方向；6）t—时间；7）D—输水管道直径；8）α—输水管道的坡度；9）λ—沿程阻力系数，取值8g/C2。
该控制方程属于常规的双曲线方程，采用特征线—有限差分法展开离散求解。
