Modellierung einer Pumpturbine für flexiblen Betrieb

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird ein Simulationsmodell des Pumpturbinenprüfstands am IET-Labor entwickelt. Das mit MATLAB und Simulink aufgebaute Modell liefert basierend auf den gewählten Eingangsgrößen die sich daraus ergebenden Prozessgrößen. Das entwickelte Modell ermöglicht es, mithilfe einer grafischen Benutzeroberfläche,verschiedene Betriebsbedingungen zu simulieren und die Auswirkungen von Änderungen der Betriebsbedingungen oder der Geometrie auf den Durchfluss, das Drehmoment und die Leistung der Pumpturbine zu untersuchen. Der Ausblasvorgang lässt sich einerseits per User-Input parametrieren, andererseits erlaubt ein im Modell implementierter Regler das automatische Ausblasen und halten des gewünschten Wasserspiegels im Laufrad. Das erstellte Simulationsmodell wurde mit experimentell aufgenommenen Daten verglichen, um die Genauigkeit des Modells zu validieren. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den simulierten und experimentellen Daten.

In this work, a simulation model of the pump turbine test rig at the IET laboratory is developed. The model, built using MATLAB and Simulink, provides the relevant process variables based on the chosen input variables.The developed model allows for the simulation of various operating conditions and examination of the effects of changes in operating conditions or geometry on the flow, torque, and power of the pump turbine through a graphical user interface. The blow-out process can be parameterized both by user input and by an implemented controller which allows the automatic blow-down of the machine and holding of the desired water level in the runner.The created simulation model was compared with experimentally recorded data tovalidate the accuracy of the model. The results show good agreement between the simulated and experimental data.