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龙图腾网恭喜河海大学申请的专利一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114970053B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210247502.9，技术领域涉及：G06F30/18；该发明授权一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法是由吴金远;周领;胡垠盈;陆燕清;王宁;李赟杰设计研发完成，并于2022-03-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法，包括：将管道非定常流方程改写成经典水锤方程；基于FVM，进行离散，得到有压管道内各单元体的积分求解公式；采用Riemann问题的求解格式，得到各控制体边界处的通量计算形式；根据二阶Godunov的求解格式，进行通量求解，得到各单元体边界处二阶精度的通量计算值；通过时间积分将源项合并，得到机组控制方程；根据Riemann不变量方程，采用添加虚拟体的方式对边界处进行计算；对计算结果进行处理，进行对比验证。本发明将水泵水轮机的控制方程与虚拟体进行结合，可以更方便的处理抽水蓄能电站管网系统中MOC需要进行波速调整、简化模型等带来的计算复杂、精度较低的问题。

本发明授权一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于有限体积法的抽水蓄能电站水力瞬变的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将管道非定常流方程改写，忽略对流项，写成经典水锤方程；S2：基于FVM，将步骤S1获得的水锤方程进行离散，得到有压管道内各单元体的积分求解公式；S3：采用Riemann问题的求解格式，得到各控制体边界处的通量计算形式；S4：根据二阶Godunov的求解格式，通过步骤S3得到的通量计算形式进行通量求解，得到各单元体边界处二阶精度的通量计算值；S5：根据通量计算值，通过时间积分将源项合并；S6：在获得机组控制方程后，根据Riemann不变量方程，采用添加虚拟体的方式对水库与机组的边界处进行计算；S7：对步骤S6的计算结果进行处理，进行对比验证；所述步骤S3中各控制体边界处的通量计算形式为： 其中，g为重力加速度；a为波速；所述步骤S4具体为：A1：数据重组 其中，Δx为空间步长；上标n表示t时刻；Δi由斜率限制器函数计算得到，对于MINMOD函数 A2：时间推进 其中，Δt为时间步长；A3：问题求解 将计算得到的13、14代入式5得到各单元体边界处二阶精度的通量计算值；所述步骤S6中将水泵水轮机的边界控制方程与虚拟体相结合，而水泵水轮机的控制方程，由以下几个方程得到：全特性曲线：对水泵水轮机的全特性曲线采用改进的Suter变换，具体如下： 式中：WH和WM分别是水头特性函数和力矩特性函数；y为相对流量角；z为相对导叶开度；h、q、ε、m分别为水泵水轮机的扬程、流量、转速与力矩的无量纲值；下标11表示单位值，下标r表示额定值；c为常数；转动方程：在水泵水轮机甩荷工况下，转速平衡方程如下 式中：ε、m分别为水泵水轮机的转速与力矩的无量纲值，下标0表示上一时刻的值，下标00表示上上时刻的值；Ta为水轮机组的时间惯性常数，计算公式为： 式中：GD2为机组的飞轮力矩；Nr为水泵的额定转速；Pr为水泵的额定功率；水头方程：分别记蜗壳进口处与尾水管出口处的节点为1和2，带入相应的特征线方程，则根据水轮机水头的定义可以得到水轮机的水头平衡方程为：H＝Cp-Cm-Bp+BmQ+C2|Q|Q27 式中：A为压力钢管面积，m2；其他符号含义同上；联立式22、23、25和27，即可得到水泵水轮机的各项参数；因此针对以上水泵水轮机的边界控制方程，仅需要求出管道在蜗壳与尾水管处的虚拟体的物理变量值，同时结合Riemann不变量方程，便可得到： 式中：和为与蜗壳相连的压力管道的最后一个单元体的流速和水头；V1n和为与尾水管相连的压力管道的第一个单元体的流速和水头；将得到的式29～30带入式27即可求解虚拟边界条件下的水头平衡方程。

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