混流可逆式水泵——水轮机全工况压力脉动的研究

该文根据在实验室进行的中低水头混流可逆式水泵－－水轮机压力脉动试验结果整理出的压力脉动特性，给出了水泵－水轮机在水轮机工况、水泵工况、制动工况和反水泵工况的压力脉动特性试验曲线，并对脉动特性进行了分析。     

贯流式水轮机流动特性及压力脉动特性研究

基于STAR CCM+软件,对贯流式水轮机全流道进行三维非定常数值模拟,研究不同水头工况下贯流式水轮机的内部流动特性及压力脉动特性.结果 表明,贯流式水轮机内部压力脉动主要受到叶片通过频率(10 Hz)和低频压力脉动的影响,在转轮进口和无叶区处,水轮机压力脉动主要由转轮旋转引起,在尾水管进口处,压力脉动既有低频压力脉动...     

高水头混流式水轮机尾水管压力脉动综述

在高水头的混流式水轮机中,由工程实例的观测和研究可以得出,其运行过程中的机组不稳定性主要来源于机械内部的水力振动,而尾水管压力脉动作为水轮机水力振动的主要原因,在一定情况下会引起机械的疲劳失效。而从其内部流动机理上看,其周期性脉动特征是偏工况条件下尾水管内部的涡带振动,旋进涡核会产生高振幅低频压力脉动和高频压力脉动。本文主要介绍和讨论了国内外学者对这一领域的研究。这些研究主要包括尾水管涡带振动的机理研究,尾水管涡带振动的试验研究和数值模拟,尾水管涡带振动的结构影响,尾水管涡带振动的预防措施及对策。     

混流式水轮机叶道涡演化及压力脉动特性研究

水—风—光互补发电系统中的水轮机将由主要担任发电任务的常规水轮机逐渐转变为担任调节负荷任务的调能水轮机,其运行在部分负荷工况诱发的叶道涡严重制约着水轮机的运行稳定性.本文基于SST k-ω湍流模型与Zwart空化模型耦合的方法开展了混流式水轮机部分负荷工况下叶道涡不稳定流动特性研究.结果表明,转轮上冠处的流动分离对叶道涡的形成有重要贡献.叶道涡在转轮内为一个强度周期性改变的动态过程,其脉动主频为转频的1.1倍.叶道涡强度的变化可分为涡结构由展向中间位置向出水边迅速发展形成完整叶道涡和完整叶道涡强度缓慢增加的两个过程.叶道涡的动态演化会显著增强转轮叶片吸力面出水边一侧的压力脉动幅值,直接影响水轮机的水力稳定性.     

混流式水轮机尾水管进口流场与水压力脉动的关系

通过模型试验,将混流式水轮机模型尾水管进口流场测试与水压力脉动测试等实测结果进行对比分析,研究水轮机尾水管进口流场与水压力脉动的关系,为进一步研究建立尾水管水压力脉动数学模型提供依据。     

负倾角水泵水轮机转轮水轮机工况压力脉动特性研究

为了系统地研究负倾角转轮机组在额定出力工况及50%出力工况下机组不同位置的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站负倾角转轮为基础,通过三维建模软件UX建立全流道计算域,然后采用ANSYS ICEM和TURBOGrid划分全流道结构网格;并采用ANSYS CFX进行数值模拟得到各压力监测点压力脉动信号。计算结果表明,在两种工况下,机组压力脉动主频均为叶片倍频;负倾角转轮机组压力脉动振幅沿负z方向明显升高;机组压力脉动振幅随流动方向先升高后降低,在无叶区位置达到最大值。     

贯流式水轮机压力脉动特性及尾水管流态分析

本文以福建高唐水电站灯泡贯流式水轮机真机为研究对象,对贯流式水轮机满负荷工况、额定工况和低负荷工况进行了三维非定常数值模拟,各工况导、桨叶均为各自对应的最优协联角度,来分别研究三种工况压力脉动特性和尾水管的流动情况.结果表明,灯泡贯流式水轮机在导叶进口、转轮进口和尾水管进口压力脉动主要是受叶片通过频率影响,即由转轮旋转所引起的,而在尾水管出口主要受低频压力脉动的影响.同时,满负荷工况时,脉动幅值最小,尾水管流线相对分布均匀,形成的涡量最少,额定工况至低负荷工况,幅值越来越大,尾水管流线也越来越紊乱,漩涡数量明显增加.     

螺旋混流式喷水推进泵压力脉动的数值研究

为研究螺旋混流式喷水推进泵动静干涉的压力脉动特性,运用ANSYS Fluent软件基于RNGκ-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法进行变流量工况下非定常数值模拟,分析变流量工况下泵内各监测点的时域和频域特性。结果表明,螺旋混流式喷水推进泵内压力脉动的振源主要位于叶轮与导叶交界处,压力系数的幅值最大,且压力脉动自交界面处分别向上、下游传播并逐渐减弱。在叶轮旋转区域,压力系数的幅值受径向位置的影响较强,在导叶静止区域,压力系数的幅值受径向位置的影响较弱。各监测点压力脉动的主频不受流量变化的影响,均为叶片通过频率。在叶轮进出口,压力系数受流量变化影响最为明显;叶轮出口处的压力脉动频谱较宽。在远离叶轮旋转区域,压力系数受流量变化的影响较小,监测点的主频集中在叶频处,压力脉动幅值较小,无高频脉动出现。研究成果可为喷水推进泵的噪声及振动控制提供参考。     

基于水光蓄互补联合发电系统混流式水轮机在超低出力区工况稳定性研究

鉴于水光蓄互补联合发电系统中水电站在超低出力区出现机组振动和出力摆动的问题,基于SST湍流模型,采用CFD软件对混流式水轮机在三种水头下的超低出力工况进行全流道非定常数值计算.结果表明:光伏电站对水光蓄互补联合发电系统出力变化影响大,三种关键技术的成熟运用决定系统的安全稳定运行,可采用互补补偿度表示联合发电系统补偿性能.超低出力工况的水轮机内流场流态紊乱,转轮流道内易出现叶道涡,尾水管内产生巨大的漩涡,转轮叶片出口出现回流现象.超低出力工况区的压力脉动现象明显,脉动幅值高,无叶区、转轮流道内和尾水管的压力脉动源不一致,且压力脉动频率向上和向下传播,并沿程逐渐减弱.本研究可为水光蓄互补联合发电系统水电站运行区间和水轮机优化设计提供技术支持.     

下环间隙对混流式水轮机转轮进口的影响

为分析混流式水轮机下环间隙对水轮机稳定性的影响,通过对含下环间隙的凤滩电站原型水轮机进行三维全流道数值计算,分析了下环间隙对水轮机转轮进口压力机速度的影响,得出了不同密封间隙值下间隙内部压力的变化规律。为水轮机组在设计和运行时避免振动提供了一定的参考依据。     

基于水电调节的多能互补发电系统研究综述

在2030碳达峰和2060碳中和的背景下,大规模的风电及光伏电站即将并网运行.风电和光伏电站的大规模直接并网运行会影响电网的安全稳定运行.水电作为良好的调节电源,与风电及光伏电站联合运行能够有效地消除其对电网稳定性的影响.本文介绍和讨论了国内外研究人员对新能源电站和基于水电调节的多能互补发电系统的研究.包括优化模型,调度策略,容量配置及对水电机组的影响等问题,以作为进一步研究多能互补发电系统的基础.     

高水头电站水轮机沙水流动特性的数值研究

研究泥沙磨损有助于降低水轮机磨损,延长水轮机使用寿命。运用Partical两相流模型对高水头多泥沙电站的水轮机全流道内部沙水两相流动进行数值计算,并分别分析转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的流动特性。计算结果表明,压力从固定导叶进口到转轮出口圆周方向的周向性较好,分布合理,最低压力高于空化压力。活动导叶上泥沙相体积分数最高在导叶头部位置,尾部泥沙相体积分数也较高,导叶靠近头部处和导叶尾部泥沙速度最大。转轮叶片各叶高流面泥沙相体积分数均在叶片工作面尾部达到最大,叶片头部和尾部位置泥沙速度均较高。研究结果对水轮机选材、关键磨损部位的预测及防护方案具有指导意义。     

梯级水电站水光互补发电系统稳定分析

为实现可持续发展,我国在2020年提出了"双碳目标",其中,风电、光伏等清洁能源的开发利用起着举足轻重的作用.新能源项目在"十四五"将会迎来新的一轮发展高峰,未来我国的电力系统将是以新能源电量为主题的新型电力系统,大规模新能源项目接入电力系统将会给电网的稳定运行带来挑战.梯级水电站充分利用梯级水库提高流域水能调节能力,提高电网供电质量.利用流域梯级水电调度灵活、快速适应负荷变化等优势,采用水光互补的模式开发光伏项目,降低大规模光伏项目接入对电网稳定运行的影响.     

民治水电站混流式水轮机空化特性的试验研究

空化是一种具有较大破坏性的水力学现象,亦是威胁水轮机安全稳定运行的常见因素,以民治水电站混流式水轮机的D568-F17模型水轮机为例,对其进行能量试验,根据能量试验结果,选择合适的工况进行模型空化试验,并根据空化试验结果预期原型水轮机的空化特性。试验结果表明,原型水轮机的最高效率、额定效率和加权平均效率均满足水电站合同文件的相关技术要求;同时额定工况临界空化系数、初生空化系数亦满足水电站合同文件的相关技术要求。     

水电主导的省级多能互补调度系统关键技术及应用

随着西南地区水电和新能源电站规模的不断增大,开发实用的高比例可再生能源电网发电调度决策系统具有很强的迫切性和现实性.为此,以云南电网为依托,设计开发了多能源电网互补优化调度系统,构建了分层协同的总体技术架构,开发了覆盖新能源预测、径流预测、中长期运行方式优化、短期发电计划编制等全过程发电调度业务功能,集成了多尺度风光水...     

二滩水电厂机组尾水压力脉动及其影响

为全面了解二滩水电厂机组稳定特性和确保机组长期稳定运行,对机组进行了大量现场试验,分析了机组尾水锥管压力脉动随负荷、水头变化的性能以及对机组振动摆度的影响。在此基础上将机组运行工况划分为小负荷区、涡带和稳定运行区,并建议机组避开涡带、低负荷区运行。     

多能互补中水电机组的宽范围稳定运行研究

随着"3060"双碳目标的提出,我国计划构建以新能源为主体的新型电力系统,电网中风光等间歇性能源比重不断上升,对电网多能互补下的负荷快速调节提出了更高要求,电网对水电站的调度需求逐渐由供能需求向调能方式转变,在此背景下一些水电站的主要功能是对间歇性能源供给进行补偿,促进电网对新能源的消纳.在调能方式中要求水电机组充分发挥启动迅速、调节灵活的特点,研究水电机组的宽负荷范围稳定运行成为当下电网的迫切需求.本文通过机组宽负荷稳定运行范围的确定、水轮机的厚重设计、机组的快速响应、机组补气设计等角度,初步剖析影响机组宽范围稳定运行的主要因素,希望能够引起行业的一些参考.     

P水电站一管三机机组功率波动的分析与消除

针对P电站一管三机水电机组功率波动现象,发现水力不稳定是引起机组功率波动的主要原因,建立了一管三机引水系统的数值计算模型,计算结果表明球形分岔处的不稳定漩涡是导致水轮机蜗壳压力大幅波动的原因。在实际工程中加装导流板后,机组功率平稳,球形分岔处的漩涡消失,解决了水力不稳定的问题。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。