水力激振是水道系统中一种不同于水锤的非恒定流现象，可分为水力自激振动和水力共振。水力自激振动表现为球阀前压力钢管压力呈振幅逐渐增大的周期性波动，同时球阀本体及与压力钢管相连管路伴有明显晃动及异常声音，水力共振表现为小开度下机组运行不稳定。国内已有十三陵、桐柏、广蓄、天荒坪等多个电站发生此类事故。

水力激振现象在水电站中较常见，但在设计和运行中一直未能引起足够的重视，大多数电站在发生事故后才会进行水力激振分析。究其原因，水力激振的分析理论较复杂，国内也未能有算法先进、操作简便的计算分析软件。

本项目依托洪屏抽蓄、仙居抽蓄等一系列电站，在国内外率先开发出复杂水道系统水力激振及稳定性分析计算软件，实现了4个首次：

1）、首次开发了含调压室、管道、阀门等元素的水力激振及稳定性数值计算、水道系统频率特性分析的可视化软件，解决了国内尚未有复杂水道系统水力激振计算软件的问题；

2）、首次将结构矩阵法引入到复杂水道系统水力激振及稳定性频率域计算中，构架清晰，实现编程模块化，提升计算速度，解决了模型复杂、计算不便的问题；

3）、首次实现了复杂水道系统水力激振及稳定性计算的可视化软件的频率域与时间域计算融合，解决了目前复杂水道系统计算的可视化软件只能在时间域计算功能的现状；

4）、软件可视化界面友好，简洁易操作，解决了目前常用编程语言可视化程度不高、操作不便的问题。

图1-HysimFreq 主界面

图2-某电站上游水道系统频应响应

本软件系统已成功应用于绩溪抽蓄、宁海抽蓄、以色列K 抽蓄等国内外多个电站工程的实际设计和电站运行中，通过优化设计可创造良好的工程效益，提高电站安全稳定运行保证效率。实现产值增加效益120万元/年，成本节约效益250万/年，应用电站收益效益9830万元。同时，软件对相关计算方法进行了创新，提升复杂水道系统水力数值计算仿真技术的发展。