基于IPSO-DBSCAN的抽水蓄能机组状态监测数据异常检测方法

抽水蓄能机组状态监测数据受采集设备故障、通信设备异常等因素影响,数据集中存在部分异常数据,对后续机组健康状态评估及预测造成不利影响。为此,提出了一种基于改进粒子群优化算法和DBSCAN密度聚类算法的机组异常数据检测模型,模型针对粒子群算法易陷入局部最优解的问题对算法进行改进,之后引入轮廓系数作为适应度函数对DBSCAN的参数进行寻优,最后以相关系数评价异常值剔除的效果。对国内某抽水蓄能机组2020年2月初～3月末实测导叶开度、有功功率及下机架振动数据的实例分析结果表明,所提方法能够有效检测出机组振动监测异常数据,剔除异常值后的数据相关系数得到提高,可为后续机组健康状态评估与预测奠定数据基础。     

抽水蓄能数字化智能电站建设探索与实践

本文结合抽水蓄能中长期发展规划目标要求,对抽水蓄能行业数字化现状及存在问题进行了分析,结合新一代信息技术、现代工业互联网技术和工程数字化技术,提出了抽水蓄能数字化智能电站建设理念,研究出抽水蓄能数字化智能电站总体技术方案,可为抽水蓄能电站全生命周期数字化建设提供参考.     

基于全生命周期的二次设备技改策略研究

基于二次设备在运行特点和运维策略,构建了基于固定效益法的二次设备全生命周期技改策略模型,对二次设备全生命周期成本逐一进行了分析,确定出量化的计算方法,并构建了固定效益法的评价指标和评价标准。最后在广东电网自动化系统数据统计的基础上对技改模型进行了算例分析。     

基于李雅普诺夫稳定性理论的抽水蓄能机组安全阈值整定方法

随着抽水蓄能电站数量的不断增加,其安全监控与管理就变得极为重要。抽水蓄能机组经常面临工况的急剧转换如突发事件甩负荷等,可能会给运行管理带来安全隐患。为此,基于李雅普诺夫稳定性理论提出了构建安全系统模型的安全阈值整定方法,并利用河北张河湾抽水蓄能电站的实际运行数据,对其进行了动态系统建模,完成了安全模型的构建及安全阈值的整定。将整定的阈值作为停机标准,对抽水蓄能机组实际运行参数进行动态实时监控,保证了机组安全平稳运行。     

抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明：在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。     

抽水蓄能机组抽水工况下同期并网参数的整定计算方法

提出了一种抽水蓄能机组抽水工况下同期并网参数的整定计算方法,该方法基于对抽水蓄能机组抽水工况下并网过程的理论分析,结合了机组并网参数整定的原则,利用数学模型进行推导而得到。针对抽水工况下合闸脉冲导前时间取值的不同,推导了在合闸脉冲导前时间内机组电压和频率的变化情况,进而计算出同期并网时的允许电压差、频率差和相角差等并网参数。本文的并网参数整定计算方法为抽水蓄能机组同期并网定值的设定提供了理论依据,对于减小并网冲击电流、提高同期并网成功率具有重要意义。     

“双碳”目标下抽水蓄能提升系统保供能力的技术经济性研究

本工作通过时序仿真模拟,对抽水蓄能在典型省级电网中的保供技术经济性进行量化分析。首先,根据典型省级电网未来电力规划数据,计算得出该省级电网2025年与2030年全年电力系统运行情况,结果表明系统在全年部分时段处于供电紧平衡状态,系统备用率不足10%,充裕性和安全性面临巨大挑战。其次,选取抽水蓄能与火电机组两种灵活性调节电源,对比分析新增两种调节电源下系统供电可靠性改善情况和两种方案的量化经济性,结果表明,以2030年该省级电网模拟结果为例,配置1200万千瓦抽水蓄能和火电机组均能够将该省级电网系统全年备用率提升10%以上,解决系统备用率不足问题,提升系统保供能力。考虑系统碳排放变化所产生的环境成本,抽水蓄能改善系统供电水平的年度综合成本低于同等水平下的火电机组,同时能够对新能源消纳水平的促进和碳排放水平的降低起到积极作用。最后,比较分析了抽水蓄能与锂离子电池储能对于提升系统供电可靠性的综合经济性,结果表明抽水蓄能对于改善系统供电可靠性和充裕性等方面的综合经济性优势显著。     

定速与变速抽水蓄能机组功率特性分析对比

功率特性是抽水蓄能机组运行性能的重要体现,定速抽水蓄能机组和变速抽水蓄能机组的功率特性不同.基于两种抽水蓄能机组的电气特征和水力特性,对各自的运行范围及限制条件进行分析计算,提出功率圆作图方法,并通过Mathematica软件绘制功率圆图,对两者的功率特性进行对比.     

基于抽水蓄能电站调度的电力系统节煤减排效应分析

在全球日益关注能源和环境问题的今天,对清洁能源进行合理开发已成为世界能源建设的共识,其中抽水蓄能电站因具备技术成熟,调峰、调压、调相功能强等特点,在世界清洁能源开发建设中得到认可。抽水蓄能电站开发与运营管理在面对气候变化多样、节煤减排要求高的新形势下,需科学合理安排抽水蓄能调度运行机制,科学合理安排抽水蓄能在电力系统中的工作位置,更好发挥抽水蓄能电站节煤减排作用。通过对抽水蓄能电站不同运行方案进行分析,分析不同负荷曲线特性下抽水蓄能工作位置的差异,分析随着抽水蓄能不同工作方式的改变,分析其对电力系统中其他电源运行方式的影响,进而分析电力系统的燃煤消耗。该研究成果理论意义与实用价值均很大,可为我国抽水蓄能科学可持续开发建设提供参考依据。     

某250MW抽水蓄能机组计算机监控系统控制流程及优化

鉴于抽水蓄能机组运行工况多,机组启停及工况转换频繁,控制流程相对复杂,对某250 MW抽水蓄能机组计算机监控系统顺序控制及工况转换流程进行梳理分析,并针对整组启动试运行期间出现的问题,对机组控制流程进行修改优化,结果可为新建抽水蓄能机组控制流程的设计或已投运机组控制流程的优化改造提供参考。     

某抽水蓄能机组振动趋势预测研究

振动是影响抽水蓄能机组正常运行和危害机组寿命的主要故障.本文对某250MW抽水蓄能机组异常振动开展理论预测研究,并基于ARMA方法建立机组振动趋势预测模型,实现对机组上导轴承及上机架的振动趋势预测.结果表明,振摆预测数据和实际数据接近,预测误差均在10％以内,能够有效预测机组振动趋势,可为保证机组旋转过程中的稳定性及故...     

基于电路等效法的抽水蓄能机组过水系统建模

针对抽水蓄能过水系统精细化建模问题,利用电路等效法推导了包含有压管道、调压室和水泵水轮机的抽水蓄能机组过水系统等效电路模型,然后运用多维基尔霍夫电压和电流定理,建立了整个过水系统电路拓扑结构的常微分矩阵方程,研究了基于电路等效法的抽水蓄能水机电联合仿真模型的仿真算法流程。针对洪屏抽水蓄能电站甩全负荷工况进行仿真,并对比电路等效法与特征线法得到的仿真结果。仿真试验结果表明,电路等效法准确、有效,相较于传统特征线法具有更好的稳定性和适应性。研究成果为抽水蓄能机组过水系统计算提供了新思路。     

抽水蓄能机组调相压水系统设计与控制策略

鉴于调相压水系统是抽水蓄能机组抽水方向运行和调相工况运行的重要设备,且对抽水蓄能机组安全稳定运行和可靠工况转换起着非常重要的作用。从硬件配置上介绍了调相压水系统的构成和各设备的功能及选型原则,结合蓄能机组典型流程梳理了调相压水系统的控制逻辑,并结合现场实际测试结果验证了流程设计的合理性和科学性,对抽水蓄能电站调相压水系统的设备选型和控制策略研究具有一定的指导意义。     

高水头抽水蓄能机组两瓣式蜗壳座环焊接制造技术应用研究

随着抽水蓄能机组不断向高水头、大容量、高转速方向发展,为了保证机组的高性能指标要求和轻量化结构设计要求,将大量采用新材料、新结构进行制造,增加了其制造难度.本文分析了高水头抽水蓄能机组两瓣式蜗壳座环的工艺结构及生产制造难点,并对制造难点提出了解决方案,形成了一套高水头抽水蓄能机组两瓣式蜗壳座环制造工艺方案和制造技术.     

抽水蓄能机组停机过程仿真及优化

抽水蓄能机组出口断路器通过合、分闸操作来控制抽水蓄能机组的启停及运行工况的切换,影响着抽水蓄能系统的运行情况;抽水蓄能机组出口断路器开断电流的大小决定其触头损耗的多寡,开断电流的减少可减缓断路器的损耗,延长其使用周期。通过建立抽水蓄能机组仿真模型,研究发电与抽水工况停机过程中有功和无功功率对断路器开断电流的影响,根据仿真结果,选取最优电压调节器放大倍数和最小导叶开度,优化停机流程,达到了减少断路器开断电流的目的。     

抽水蓄能机组过速保护值整定原则的探讨

本文对水电机组过速保护设置的目的、意义及其整定原则进行了初步探讨。对常规混流式水电机组和抽水蓄能机组分别发生飞逸后的机组转速变化曲线的相关特性进行分析比较,分析研究了抽水蓄能机组稳态飞逸转速和甩负荷后机组最高瞬态转速的相关情况,提出了抽水蓄能机组机械过速保护值和电气保护值的整定原则和方法。同时,结合实际工程案例,应用该整定方法对某抽水蓄能电站机组过速保护的整定值进行了计算分析,验证了该整定原则的工程实用性。     

考虑时间窗约束的海上风电机组运维方案优化

降低运维成本是保障海上风电经济效益的关键,运维方案优化对降低海上风电机组运维成本和提高发电量起着双重作用。根据风电机组零部件的可靠度模型,计算出每台风电机组最佳维修时机对应的时间窗,考虑提前维修和故障后维修的经济损失,建立包含时间窗约束的海上风电机组运维方案优化模型,然后设计基于参数优化的改进遗传算法计算出最优运维方案。最后采用某海上风电场内风电机组运维案例验证模型和算法,结果表明考虑时间窗约束的运维方案可大幅度提高海上风电的经济效益,改进遗传算法比传统遗传算法具有更强的寻优能力。     

基于多回路理论的交流励磁电机转子绕组内部故障仿真与实验研究

交流励磁电机正逐步应用于变速抽水蓄能机组.与和常规水电机组相比,抽水蓄能机组由于转速高且启停频繁,它的转子绕组振动更剧烈,也更容易发生磨损并导致内部故障,因而需要研究针对变速抽水蓄能机组转子 绕组内部故障的主保护方案.本文研究交流励磁电机的转子绕组内部故障时采用多回路理论,首先将多回路建模法应用于交流励磁电机并编写程序...     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

抽水蓄能机组低频保护整定方案

介绍了抽水蓄能机组低频保护的概念及国内外抽水蓄能机组低频保护整定的原则,在分析对比该原则的基础上,以宝泉抽水蓄能电站低频保护整定为例,介绍了抽水蓄能机组低频保护整定过程及定值校核计算过程,并对抽水蓄能机组低频保护整定提出相关建议,为国内抽水蓄能电站完成机组低频保护整定提供借鉴.