天荒坪抽水蓄能电站甩负荷过渡过程实测成果仿真分析

介绍了天荒坪抽水蓄能电站一管一机和一管二机现场甩负荷试验实测成果和仿真分析结果,通过对蜗壳进口水压力、机组转速等的现场试验实测曲线与数值仿真计算曲线的比较分析,论证了输水系统及机组各有关参数的可能误差对电站甩负荷过渡过程数值仿真计算结果的影响,同时校正了该电站甩负荷过渡过程计算软件中的有关系数和基本参数,为一管三机甩负荷过渡过程预测和计算分析奠定了基础。     

某水电站真机原位试验反演计算及极端工况预测

水电站真机原位试验是机组正式投产前必做试验,试验时进行辅助反演计算可发现试验过程中的问题,计算分析极端工况可为机组永久运行提供重要支撑。针对某水电站甩负荷试验过程中产生的蜗壳最大压力和机组转速上升率超出控制标准的问题进行初步分析及反演计算,发现机组导叶关闭规律与设定的关闭规律有一定差别,且该关闭规律的鲁棒性较差;接着结合试验情况优化机组导叶关闭规律,再对调整后的甩负荷试验进行了同等边界条件下的数值仿真计算,对比分析实测数据及数值计算结果获得特征参数的修正值;最后,通过数值仿真计算预测大波动过渡过程极端工况。研究思路可为类似工程提供参考。     

一洞三机式抽水蓄能机组发电工况甩负荷试验分析

为验证某一洞三机式抽水蓄能机组选型设计的安全性及调节保证计算的可靠性,分别进行一洞一机/两机/三机发电工况甩负荷试验。详细介绍了甩负荷试验注意事项、试验方法及测点布置,对甩负荷过程中的转速、水流压力及机组稳定性等试验数据进行分析,发现各种甩负荷工况下的最大转速、蜗壳最大水压及尾水进口真空度等关键指标均满足设计要求,转速上升率、蜗壳进口/末端压力上升率及机组振动摆度等指标均随甩负荷的工况负荷或机组台数的增加而变大。对比过渡过程中关键技术参数的现场实测数据与仿真计算结果可知,两者吻合度较高。研究成果为后续抽水蓄能电站水工布置、机组选型及其过渡过程优化设计提供了参考。     

某250MW抽水蓄能机组典型大波动过渡过程试验分析

以某250MW抽水蓄能机组为例,开展了水轮机工况甩负荷、水泵工况断电等典型大波动过渡过程试验,验证了机组最大转速、蜗壳最大水压及尾水进口真空度等关键指标均满足设计要求,以水轮机工况甩额定负荷试验实测数据为基础计算的机组转动惯量满足设计值要求。针对水泵断电过程中机组出现反转的问题,通过优化导叶关闭规律改善了其动态调节品质,并分析了甩负荷过程中水流压力脉动的内在规律。将过渡过程中关键技术参数的现场实测数据与仿真计算结果进行对比分析,表明两者吻合度较高。     

某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验仿真与实测分析

在某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验前,用特征线方法对试验过程中的导叶开度、机组转速、蜗壳末端压力及尾水管进口压力等关键技术参数进行仿真预测,并将仿真计算值与试验实测值进行对比,结果表明数值仿真方法与计算模型的准确性较高;以机组在过渡工况中的工作点运行轨迹为基础数据,分析试验机组在甩负荷过程中的运行状态,探究了仿真数据与实测数据出现差别的内在原因,为后续电站出现类似情况的处理提供了参考。     

水轮发电机组甩负荷过渡过程的安全控制

对水轮发电机组甩负荷过渡过程运行工况、水压力变化值、转速变化值等进行了分析，对一般中低水头但引水系统较长水电站，提出用减压阀取代调压井的安全措施以及导水机构两段关闭规律的简化计算。     

水轮发电机组大波动过渡过程计算模拟仿真研究

针对云南某水电站,在优化导叶关闭规律的基础上,对两台水轮发电机组在额定水头、额定出力、全部甩负荷运行时的大波动过渡过程进行了计算.通过建立数学模型,采用特征线法,运用Matlab/Simulink软件对机组大波动过渡过程进行了模拟仿真,计算结果基本是可行的.研究为该水电站安全稳定运行提供了参考,同时为同类型电站在设计施工时计算大波动过渡过程提供了依据.     

机组调速系统引入调压井涌浪反馈对减负荷过程的影响

鉴于长引水系统水流惯性时间系数较大,机组减负荷时,机组输出力矩无法立即响应负荷的变化,不能很好地满足电网稳定调节需求。通过BCB软件平台对带有调压井的高水头机组复杂非线性模型的减负荷过渡过程进行仿真,提出将调压井的涌浪反馈引入至机组PID调速系统的比例环节、积分环节和微分环节,对比分析减负荷后机组出力、调压井涌浪及蜗壳水压波动情况。结果表明,引入调压井的涌浪反馈至调速系统的微分环节能够加快长引水系统机组减负荷后系统的稳定。     

江苏沙河抽水蓄能电站关闭规律与实测分析

研究了沙河抽水蓄能电站可逆式机组引入转速信号反馈的导叶紧急关闭规律，通过对电站单机甩负荷过渡过程的数值计算与现场实测结果的比较分析，结果表明二者吻合良好，为该电站现场双机甩负荷试验的安全进行提供了依据。     

摩擦对水力机组大波动过渡过程影响研究

运用MATLAB/Simulink软件对考虑摩擦和不考虑摩擦时一台水力机组在额定工况下甩负荷运行后的大波动过渡过程的仿真结果进行了比较,讨论了摩擦对电站甩负荷后的蜗壳末端水击压力、尾水管末端转速及水轮机真空度等因素的影响,进而为水电站在大波动调保计算时是否考虑摩擦的影响提供一定程度的参考.理论分析表明,摩擦对大波动过渡过程存在一定影响,但是在一定条件下,这种影响可忽略.仿真结果表明,不考虑摩擦时的水击压力和转速都略大于考虑摩擦时的水击压力和转速.对实际工程而言,这种偏大的计算结果是安全的.     

混合式抽水蓄能电站过渡过程研究

为了适应电网发展的需求,具备一定地形地质条件的常规水电站可考虑通过增装蓄能机组扩建成混合式抽水蓄能电站。针对共用引水系统的常规机组和蓄能机组实际运行特点,基于特征线法和瞬变流理论,建立了水力过渡过程计算模型,并结合工程实例模拟了混合式抽水蓄能电站可能发生的多种过渡过程工况,确定了合理的蓄能机组的关闭规律,复核了已建调压室的稳定性。结果表明,通过对新增蓄能机组导叶启闭规律的独立调控,一定程度上可维持混合式抽水蓄能电站输水发电系统的安全稳定,避免增设调节保证设施;蓄能机组导叶关闭时间延长,在降低自身蜗壳末端最大压力的同时,可抑制常规机组甩负荷后的蜗壳末端压力及最大转速上升;对于既有调保措施威胁最大的相继增负荷工况,引用流量较大的常规机组优先增负荷比引用流量较小的蓄能机组优先增负荷引起的调压室最低涌浪值更高,更有利于调压室的稳定运行。     

无压引水隧洞水力过渡过程计算及试验研究

详细介绍了无压引水隧洞水力过渡过程计算的数学模型,给出了具体水电站工程的数值计算实例,并与水力模型试验成果进行了对比。电站丢弃负荷后,无压引水隧洞中的涌波过程与隧洞内的水工建筑物布置有密切联系,在无压引水隧洞中布置溢流堰是限制隧洞中涌波水位的有效工程措施,下游流量变化速率越大,无压隧洞中的涌波波峰越陡。数学模型计算与水力模型试验相结合是研究水电站无压引水隧洞水力过渡过程的有效途径,研究成果可以作为工程设计依据     

多级协同模式下华中电网大规模水电站群跨网调峰调度研究

根据华中区域大规模电站群跨省电力输送运行实际,针对水电站群优化调度需兼顾多电网调峰需求、电站出力计划编制复杂问题,提出了一种多级协同模式(MLCM)下大规模水电站群跨网调峰调度方法。以各受端省级电网余荷均方差最小为目标建立电站群联合跨网调峰调度模型,通过流域梯级电站群层级排序获得电站优化次序,简化电站间复杂耦合关系,将约束处理耦合至电站出力网间二次分配过程中,逐步迭代调整各受电网受电计划,获得满足多电网调峰需求的电站出力计划与电网受电过程。所提方法通过华中区域三葛梯级、清江梯级、沅水梯级水电站群调度模拟得到验证,应用结果显示电站出力计划在兼顾多电网调峰需求的同时充分发挥了水电站群联合调峰容量效益,具有工程实用价值。     

大型低速二冲程柴油机动力装置的准稳态仿真

利用准稳态、循环平均值等建模方法，给出了包含大型低速二冲程柴油机、轴系、螺旋桨和船体动力学的实时仿真模型。在螺旋桨特性计算中，提出了推力系数和转矩系数计算的简便算法，算法既能避免利用螺旋桨图谱的复杂计算过程，又能满足全工况范围的仿真需要。仿真程序是利用VC＋＋开发实现的。仿真结果表明，动力装置在稳态和变工况下的计算结果与实船试航数据能够较好的吻合。螺旋桨特性计算的简便算法可以应用于螺旋桨特性的分析和建模，仿真模型可用于动力装置的性能分析、预测和调速器系统的设计和优化。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

多江汊上河床式电站过渡过程涌波特性

河床式水电站过渡过程涌波对机组运行有明显影响,当电站布置于中隔岛洲的多条江汊上时,涌波问题尤为突出。对此,采用已验证的Delft3D二维模型,模拟分析了涌波大小的影响因素、涌波组成成分、涌波传播和反射规律,回答了最大涌波产生工况、涌波影响范围、涌波主波特点等问题,并具体模拟了某两岛三江上实际水电站的涌波特性,指出多江之间往复传播的纵向涌波是最主要的涌波成分。研究成果可为类似水电站的设计和运行调度提供参考。     

基于地质和监测资料的地下洞室数值仿真模型概化分析

以某水电站大型调压井工程为研究背景,从介质类型、初始地应力场、主要结构面、地下水等方面进行概化分析,建立三维数值计算模型进行洞室施工模拟,分析了施工过程中围岩应力和位移的变化和分布规律,将计算位移与实测位移进行对比分析,得出一些有意义的结论。研究表明,工程区的计算本构模型和初始地应力场均对围岩的稳定性造成一定的影响;洞室施工期围岩较稳定;该水电站大型调压井工程选择弹塑性本构模型并施加构造应力场进行施工期数值模拟计算,更加接近真实的工程区围岩特性,可为其它相关工程问题的数值计算提供参考。     

某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真计算分析

为解决某抽水蓄能电站蜗壳进口压力过大,尾水管进口压力过小的问题,研究了应用于某电站事故甩负荷球阀导叶联动的关闭规律,并对该电站双机甩负荷过渡过程的现场实测数据和数值仿真结果进行了对比分析,结果表明二者吻合较好,验证了仿真计算的可靠性。进一步采用数值仿真手段复核了极端控制性工况,为该电站的安全运行及类似工程的设计与仿真计算提供了参考。