水泵水轮机模型全特性试验的关键技术改进措施

抽水蓄能电站水泵水轮机模型全特性试验结果关系到电站的过渡过程及运行稳定性,其不同于常规性能试验的诸多特性提高了对试验设备和方法的要求,同时“S”区、零流量、低单位转速等区域试验工况的不稳定亦给数据采集带来了很大困难。根据国内几座大型抽水蓄能电站项目的模型水泵水轮机全特性试验累积的经验,分析总结了水泵水轮机全特性试验的关键技术点,就试验过程中的不稳定区域提出了切实有效的试验方法,并取得了满意的试验结果,可为其他抽水蓄能电站的全特性试验研究提供参考。     

抽水蓄能电站可逆式水泵——水轮机的设计及特性分析研究

目前,国外的可逆式水泵—水轮机迅速发展,我国许多地方也都在计划兴建抽水蓄能电站。本文介绍並讨论了蓄能电站的型式;可逆式水泵—水轮机设计及这种逆式机械的运行特性。     

抽水蓄能电站及可逆式水泵水轮机的发展

随着电力工业的迅速发展,我国某些水资源较贫乏地区的电力系统出现了调峰容量不足、系统运行经济性差等严重问题,为解决这些问题,近年来有关部门正在进行抽水蓄能电站的选点规划和设计工作,抽水蓄能电站的建设也被提到了“八五”计划的议事日程.本文拟就国内外抽水蓄能电站及可逆式机组的发展情况和水泵水轮机发展过程中存在的一些技术问题进行较系统的介绍和阐述.     

水泵水轮机的"S"形特性及对机组性能的影响

针对水轮机全特性图上的“S”形特性,从理论上分析了其产生的原因及对抽水蓄能电站运行的影响,并结合实际剖析了“S”形特性对抽水蓄能电站日常运行的影响和常用的解决方法。     

抽水蓄能机组动静干涉与相位共振诱发振动故障机理及抑制方法研究

动静干涉与相位共振故障直接影响抽水蓄能电站水泵水轮机安全与稳定运行。本文以某水泵水轮机为对象,系统研究了由动静干涉产生的水力激振模式,并对其进行相位共振风险评估。通过实例计算分析了张河湾与黑麋峰抽水蓄能水泵水轮机由动静干涉引起厂房振动影响因素。同时,通过统计国内部分抽水蓄能电站水力参数,计算了动静干涉水力激振模式与相位共振风险系数RF,并提出相应预控措施。为其他大型抽水蓄能电站的振动问题提供参考,并为即将大规模建设的抽蓄电站安全稳定性提供积极借鉴意义。     

宽水头变幅抽水蓄能电站水泵水轮机水力选型设计

某混合式抽水蓄能电站由于利用已建成的上、下水库等特殊原因,导致水头变幅较常规抽水蓄能电站更大,从而给水泵水轮机的水力设计带来了较大困难。通过对其宽水头变幅的研究,分别采用了常规定速机模式、多转速组合的定速机模式和可变速机模式对水泵水轮机的水力设计方案进行详细研究和比较。结果表明,在混合式抽水蓄能电站中,这些不同模式下的水力设计方案存在各自的优劣之处。本研究成果可为类似电站或具有类似情况的工程项目提供重要借鉴和参考。     

特性曲线及转轮选型对抽水蓄能电站过渡过程的影响

为研究特性曲线以及转轮选型对抽水蓄能电站过渡过程的影响,本文基于两套特性曲线进行转轮选型,在得到两套转轮参数后,采用数值模拟方法对两者进行三个典型工况的过渡过程计算.计算结果表明:选取特性曲线时,应尽量采用S特性曲线二区开度线变化斜率较大的特性曲线;转轮选型应当避免采用过大或过小的转轮直径,过小的直径将导致水泵工况无法满足调节保证计算的要求,过大则会使得水轮机工况点靠近S区域;并且特性曲线以及转轮选型对机组相继甩负荷工况的最不利间隔时间及尾水管进口处最小压力有着显著的影响,二区开度线变化斜率较大且转轮直径适中是提高相继甩负荷工况下尾水管进口处最小压力有效设计措施.     

水泵水轮机低水头空载运行的压力脉动研究

针对水泵水轮机的S特性和压力脉动致使机组产生剧烈振动,从而破坏构件甚至引发事故的问题,以宝泉抽水蓄能电站#1水泵水轮机为例,采用CFD数值计算方法计算了6种工况下5个测点的压力脉动特征值,并将不同测点的压力脉动频域图与试验值进行了对比分析。结果表明,采用非同步导叶装置会使压力脉动增强,指出改变流道流态是解决压力脉动的关键,为当前机组的稳定运行提供了建议,也为压力脉动的深入研究提供了技术支持。     

带长引水道抽水蓄能机组调节系统非线性建模与仿真平台开发

针对带长引水道抽水蓄能机组调节系统非线性建模过程中存在的问题,采用分段建模原理建立长引水系统模型,引入RBF神经网络模型对水泵水轮机全特性曲线的发电工况区进行非线性逼近,在其S特性区充分取点,设定合理的目标精度进行训练,得到能反映S特性的水泵水轮机模型,并进行了空载频率扰动和增减负荷试验。仿真结果表明,所建模型在一定程度上反映了实际机组特性,由此基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发软件,应用ActiveX交互技术实现仿真平台与MATLAB的通信,开发了所建模型相应的仿真平台,为研究人员和现场运行维护人员进行仿真测试提供了一种友好的人机交互仿真环境,可为同类仿真平台的开发提供参考。     

抽水蓄能发电系统中的新技术

抽水蓄能电站具有填谷调峰和事故备用等多种用途。它能够极大地改善电力系统的运行条件,因此,一定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必需的。但是在抽水工况下,利用水泵水轮机的特性进行功率输入调整比较困难,从而使得抽水工况下的电力供需调整具有一定限度。采用可调速抽水蓄能发电系统即可使这种情况得到有效地改善,简单介绍了可调速抽水蓄能发电系统的工作原理。     

青海电网抽水蓄能电站发展

根据典型日和典型周尖峰负荷需求与尖峰容量平衡分析了青海电网对抽水蓄能电站的需求,并详细分析了抽水蓄能电站在青海电网中的作用及经济性。结果表明,抽水蓄能电站在青海电网中的替代作用比较显著．在电力平衡中可充分发挥作用。因此,青海电网建设抽水蓄能电站是必要的。     

高水头抽水蓄能电站球阀与导叶联动的关闭规律研究

针对高水头抽水蓄能电站机组甩负荷问题,以某抽水蓄能电站为例,采用导叶直线关闭规律及球阀与导叶联动的关闭规律进行探讨,并基于水泵水轮机全特性曲线进行数值模拟.结果表明,该规律能有效削减机组流量和蜗壳压力的第2峰值,最大值仍发生于第1波峰,而第1峰值则取决导叶初始(第1段)的关闭速度.     

抽水蓄能电站同发同抽工况下漩涡特性的研究

为探究抽水蓄能电站同发同抽工况的可行性,对某抽水蓄能电站进行物理模型试验研究发现,当电站最低淹没深度满足Gordon公式的要求时,在同发同抽工况下侧向进水口前观测到尺度和强度较大的立轴漩涡。通过分析对比单个水力单元单向发电工况与同发同抽工况的库区流态,得出在同发同抽工况下,抽水侧水体形成的沿岸回流与发电侧表面横流相互挤压后汇聚,对涡核区域水体施加附加剪切力,从而导致回流流速持续增大,产生吸气漩涡。针对产生漩涡的水动力学条件,提出抬高死水位和在进/出水口上方平台加设隔墙两种方案,达到消除同发同抽工况下的吸气漩涡的目的。研究成果可为抽水蓄能电站同发同抽工况研究提供参考。     

论抽水蓄能电站在加快新能源发展中的重要作用

分析了在总装机容量增大及新能源比重激增的背景下,电网调峰机组选择存在的问题以及国内抽水蓄能电站没有同步发展的原因,研究了抽水蓄能电站作为调峰电源的经济性变化。指出,改变以往调峰电源选择思路,加快抽水蓄能电站发展,推动电网辅助服务定价是实现节能减排和加快新能源发展的最优选择。     

风电场中抽水蓄能电站的优化配置

为解决电力系统接入风电容量超过一定比例后引起的调峰及弃风问题,改善风电场功率输出特性,可采用与风电场配套建设抽水蓄能电站的模式。在建立风电场及抽水蓄能电站运行模型的基础上,以风电—抽水蓄能电站经济效益为目标,采用一种新的自适应遗传算法对风电—抽水蓄能电站的最佳容量配比进行求解。通过对一实际算例的仿真,表明配置适当容量的抽水蓄能电站可提高风电场的综合效益。     

水轮机导叶关闭规律对蜗壳末端压力的影响

抽水蓄能机组由于S特性,在甩负荷过程中会产生很大的水击压力和脉动压力。为控制压力脉动,以我国某抽水蓄能电站为例进行数值模拟,分析了考虑S特性和脉动压力的两段式和三段式关闭规律的优化方法及在控制蜗壳末端压力方面的优势。结果表明,考虑S特性时,先延时后关闭的两段式关闭规律可有效控制水击压力,其折点时间为工况点到达下奇点时,且第二段快关。考虑脉动压力时,采用先部分关导叶减小开度,而后延时或开启,最后导叶快关的方式可减小脉动压力的影响,三段式关闭规律的两个折点时间分别为工况点到达上下奇点时。相较两段式关闭规律,先关闭后开启再关闭的三段式关闭规律不仅可有效控制脉动压力,在控制水击压力方面也有一定优势。研究成果可为抽水蓄能电站的运维和管理工作提供参考。     

兴建三峡抽水蓄能电站,提高三峡电能质量

三峡工程由于库容相对较小，水量调节程度低，所发电量大部分是基荷电量，以火电为主的华东电网接受大量三峡基荷电，更大大中调峰缺口，三峡坝址附近有条件优越的抽水蓄电站站址，兴建三峡抽水蓄能电站，提高三峡电能质量，作为减少华东电网调峰缺口的措施之一。     

基于新型电力系统条件下抽水蓄能电站静止变频器配置台数的优化研究

以新型电力系统发展为引,分析电网需求变化引起抽水蓄能电站发挥作用的转变,抽水及抽水调相工况将逐步代替发电工况成为抽水蓄能发挥作用的主要工况,短时间、多频次的抽水启动将成为抽水蓄能电站的主要运行方式.从抽水蓄能电站抽水启动的工作方式及原理分析,静止变频器是抽水蓄能电站抽水启动的核心设备,在新型电力系统需求变化的大背景下,...     

基于关闭煤矿沉陷区—地下硐室群的抽水蓄能电站构建与利用

关闭煤矿具有建造高水头抽水蓄能电站的天然拓扑结构,利用关闭煤矿建设抽水蓄能电站是储能方式的新探索,也是关闭煤矿资源利用的新方式。以常规抽水蓄能电站主要工程结构为蓝本,结合淮南矿区关闭的潘一矿工程地质条件,提出了淮南矿区沉陷区—地下硐室群抽水蓄能电站的构建模型。该模型主要由关闭煤矿采煤沉陷区(上水库)、地下硐室群(下水库)、煤矿主井中布置的压力管道(引水)、地下厂房组成。根据动能计算,淮南矿区关闭煤矿UPHS电站适宜建设小型抽水蓄能电站,装机规模约50MW,满足附近光伏电站调峰需求,废弃煤矿UPHS电站和光伏电站之间的“水光互补”可行。研究成果对于促进清洁能源发展具有重要意义。     

基于电源优化扩展规划的抽水蓄能电站经济评价方法研究

为了合理评价抽水蓄能电站的经济合理性和财务可行性，提出了基于电源优化扩展规划的抽水蓄能电站经济评价方法，以河南省宝泉抽水蓄能电站为例，进行了河南电网2000-2015年的电源优化扩展规划计算，在此基础上对该电站进行了经济评价。