在水力发电厂，预测可能发生的瞬时压力，并实施适当的浪涌控制策略确保机组的安全性和可靠性至关重要。在正常运行期间，负荷的逐渐变化或每日变化对涡轮发电机的影响可能需要引起关注，但一般的电动或机械式调速器就可以控制。

因此，水力瞬时模拟的主要目的是保护水电系统，使之不因电气和/或水力组件的快速变化而受到影响。在每种情况下，水力的瞬时变化都是由调速器所控制的变量发生变化而引起的。

涡轮发电机系统上的电力负荷或转矩随配电管网中电力负荷的变化而变化。在恒稳态运行时，电转矩和液压转矩处于动态平衡状态。从水力角度来看，电转矩属于涡轮发电机组的外部负荷。

速度是数值模拟的另一个可能的控制变量。然而，对于涡轮机，调速器在负荷变化和接受期间通过改变边门位置（假设调速器非常完美）将涡轮机保持在同步速度。如果可以获得现场数据，就可以使用速度来确定模型是否模拟了正确的流量和压力。

确定时变电转矩和边门位置后，HAMMER 就能利用涡轮方程（水力涡轮机的数值表示），结合涡轮机组的特征曲线，求解流量 (Q) 和转速 (N)。这就得出了负荷拒绝、负荷接受、紧急停机、操作员失误或设备故障下的瞬时压力。可能发生的紧急情况或瞬时条件将在后续章节中分别讨论。

负荷拒绝

当配电网无法接受来自涡轮发电机系统的电力负荷时，就会发生负荷拒绝。负荷被电网拒绝后，涡轮发电机组将没有任何外部负荷，转子的转速迅速提高。如果不立即采取措施减缓并停止系统，就可能造成灾难性后果。为使转速上升保持在可以接受的限度内，边门必须迅速关闭，这可能导致压力管中的水力瞬时压力升高（并随后降低）。负荷拒绝通常会导致最严重的瞬时压力，因而往往支配着浪涌控制设备的设计。

发生负荷拒绝时，涡轮发电机组产生的电能应尽快降为零，以限制机组转速的上升。为做到这一点，边门会逐渐关闭，以减少流量。下表提供了电力负荷和边门位置随时间变化的示例数据，以模拟负荷拒绝。在真实的涡轮机中，调速器会控制边门的关闭率，但在 HAMMER 中，涡轮调速器没有进行明确的建模，用户控制着边门的关闭率。

如果流过涡轮机的水产生的电力大于电力负荷，涡轮机就会加速；反之，如果电力负荷更大，涡轮机就会减速。

负荷拒绝时的负荷和边门变化

即时负荷拒绝

即时负荷拒绝与负荷拒绝类似，只不过涡轮上的电力负荷会在瞬间降为零（即涡轮与发电机断开）。

发生即时负荷拒绝时，涡轮发电机组产生的电能应尽快降为零，以限制机组转速的上升。为做到这一点，边门会逐渐关闭，以减少流量。下表提供了边门位置随时间变化的示例数据，以模拟即时负荷拒绝。在真实的涡轮机中，调速器会控制边门的关闭率，但在 HAMMER 中，涡轮调速器没有进行明确的建模，用户控制着边门的关闭率。

即时负荷拒绝时的边门变化

负荷接受

当涡轮发电机组连接到电网时，即发生满负荷接受。满负荷接受过程中也可能产生较大的瞬时压力，但它们通常小于满负荷拒绝时产生的瞬时压力。

HAMMER 假设涡轮机最初以空载速度 (NLS) 运行，并且不产生电力。瞬时模拟开始时，HAMMER 假设配电网已连接到发电机的输出端，边门必须尽快打开，以满足电力需求 —— 所有这些都不能造成压力管压力过大。

请注意，在本示例中，HAMMER 假设涡轮调速器是“完美的”；也就是说，涡轮机产生的电力始终等于电力负荷。因此，用户不需要输入电力负荷值，而只需要边门位置与时间的曲线图，以及涡轮机的额定流量和水头即可。在负荷接受的情况下，涡轮机将始终按额定（或同步）速度运行。

满负荷接受时的边门变化

负荷变化

由于配电网每日电力需求的变化，涡轮发电机组会发生负荷变化。负荷变化期间，调速器通过控制边门的开启调节通过涡轮机的流量，使机组得以满足电力需求。压力管和管道系统中的水柱加速或减速，使压力产生波动。

从水力设计的角度来看，一般负荷变化期间产生的瞬时压力可能并不重要，因为它们通常低于满负荷拒绝或紧急停机时产生的压力。

在恒稳态下，涡轮发电机系统通常以满负荷运行，边门完全打开。系统产生的电量取决于经过边门的流量。电力负荷降低时，需要减小边门的开启幅度来调节流量。下表提供了典型用户输入的示例数据，以模拟负荷变化瞬时压力。

请注意，在本示例中，HAMMER 假设涡轮调速器是“完美的”；也就是说，涡轮机产生的电力始终等于电力负荷。因此，用户不需要输入电力负荷；只需要边门位置与时间的曲线即可。在负荷变化的情况下，涡轮机将始终按额定（或同步）速度运行。

一般负荷变化时的边门变化