水轮发电机组作为电力系统的重要组成部分，其稳定运行对于电力系统的稳定运行至关重要。然而，水轮机在运行过程中可能会出现各种问题，如低频涡带振动、低负荷高频振动等，这些问题不仅会影响发电机的正常运行，还可能对电网的稳定运行产生负面影响，传统研究主要针对水轮机低频涡带振动，水轮机在运行过程中避开低频涡带区运行，但大部分水轮机长时间运行后转轮频繁裂纹，严重威胁机组运行安全，有必要对水轮机振动开展更深层次的研究。 为了解决水轮机叶片裂纹问题，我们首先需要了解其产生机理。在低负荷运行时，导叶角度较小，水轮机入口水流角度与转轮叶片入口角度偏差过大，导致转轮叶片受水力激发共振，产生高频振动。这种高频振动通过转轮叶片传至转轮整体，不仅会影响水轮机的运行稳定性，还可能对机组的叶片产生损害，从而影响机组的使用寿命。因此，对水轮机的低负荷高频振动问题进行深入研究和解决，对于保证水轮机的稳定运行和延长其使用寿命具有重要意义。 通过研究发现，水轮机在导叶小开度下运行时，转轮进口水流角度过小，水流对叶片的冲击激发叶片高频振动，甚至产生叶片共振，是导致水轮机转轮叶片频繁你裂纹的主要原因，通过不同水头试验，我们发现了水轮机在各水头下低负荷振动特性，并划分了不同振动区，通过应用我们提出的避开水轮机高频振动区运行，可有效减少水轮机裂纹产生。 此外，我们还研究了负荷分配优化问题。负荷分配优化是指如何在保证电网稳定运行的前提下，尽可能地符合电厂的运行特性。在电力系统中，负荷分配优化是一个非常重要的问题。如果负荷分配不合理，可能会导致电厂运行不稳定，影响运行安全，降低电厂运行经济性。因此，对负荷分配进行优化，对于提高电厂运行质量具有重要意义。 为了解决负荷分配优化问题，我们首先需要了解其影响因素，水电机组受低频涡带振动区和低负荷高频振动影响，在此区域运行会严重危及机组运行安全，实际运行中需避开两个振动区域运行；此外，水轮机机组效率随负荷的变化产生非线性变化，因此在全厂负荷一定的条件下，如何避开机组振动区，又保证全厂耗水率最低，对提高水电厂经济性具有重要意义。通过对全厂水电机组不同水头效率特性建模，并进行不同水头、不同给定条件下仿真计算，提出了全厂负荷分配模型，提高了水电厂整体经济性。 本项目已成功运用在大唐亭子口电站、大唐甘孜公司、大唐彭水电站等，取得了良好的运行经济性。