某250 MW抽水蓄能机组异常低扬程水泵工况启动试验

某抽水蓄能电站上库无天然径流,为减少外接水泵向上库蓄水的投资并缩短基建工期,首台机组以水泵工况模式启动。对异常低扬程下机组首次水泵工况启动涉及到的关键安全技术问题进行梳理总结,优化修改水泵工况正常启动过程中的抽水造压控制流程。分析了机组抽水启动过程及抽水稳态工况下振动、摆度及水流压力脉动等稳定性指标试验数据,并研究了水流压力脉动和机组稳定性间的内在联系,可为后续类似抽水蓄能电站设计、调试提供借鉴。     

国内单机容量最大抽蓄机组投入运行

正6月7日,位于浙江省仙居县境内的国内单机容量最大的日调节抽水蓄能机组——国网新源控股有限公司浙江仙居抽水蓄能电站1号机组正式投入商业运行。该电站于2010年12月17日开工建设。首台机组于2014年1月17日开始安装;2016年1月21日启动整组调试,陆续完成SCP工况自动启动、抽水调相并网、抽水启动、发电并网、100%甩负     

抽水蓄能电站机组保护暂态工况动模试验

与常规水电机组相比,抽水启动工况和抽水稳态工况电气量复杂,使得其内部故障的保护性能存在一定差异。基于两分支结构可逆式机组,开展了抽水蓄能机组保护暂态工况动模试验,制定了抽水启动暂态工况故障及工况转换等试验项目,首次对抽水蓄能机组保护装置抽水启动工况、抽水工况保护性能进行了动模测试。根据保护的动作情况、灵敏度分析,对保护性能和应用提出了建议和解决思路。     

水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组特征参数数学模拟

鉴于水泵断电工况试验为机组启动试运行期间抽水方向调试的重要内容,基于特征线法,采用改进Suter变换曲线分析建立了水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组的数学模型,并结合现场试验数据,分析对比了机组转速、导叶开度、蜗壳进口水压、尾水管锥管水压等特征参数变化。结果表明,仿真的各特征参数变化趋势及极值与现场试验相近,从而验证了该数学模型的正确性。     

水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站~#1机组特征参数数学模拟

鉴于水泵断电工况试验为机组启动试运行期间抽水方向调试的重要内容,基于特征线法,采用改进Suter变换曲线分析建立了水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组的数学模型,并结合现场试验数据,分析对比了机组转速、导叶开度、蜗壳进口水压、尾水管锥管水压等特征参数变化。结果表明,仿真的各特征参数变化趋势及极值与现场试验相近,从而验证了该数学模型的正确性。     

某抽水蓄能电站~#2机组运行稳定性分析

为掌握某抽水蓄能电站~#2机组的运行稳定性情况,分别在310、320、330m水头下对该机组进行现场稳定性试验,每个试验水头下的试验工况包括了发电工况下从空载到额定负荷间阶梯式选取的13个负荷工况及抽水工况,分析了机组在各负荷工况下机架振动、导轴承摆度、水流压力脉动的变化规律及内在联系,根据变负荷试验数据将该机组在不同试验水头下的运行区域划分为禁止运行工况区、许可运行工况区和稳定运行工况区,为机组安全运行提供了依据。     

基于综合运行特性模型的某抽水蓄能机组发电工况运行区域划分

为科学划分某抽水蓄能机组在发电工况下的运行区域,考虑水轮机效率、机组稳定性及噪声等工况特征指标建立了机组运行综合特性模型,分别在低(310m)、中(320m)、高(330m)特征静水头下进行现场水轮机效率、机组稳定性和噪声试验,每个水头下的试验工况包括了发电工况下从空载到额定负荷间阶梯式选取的13个负荷工况。以水轮机效率、机组稳定性及噪声等测试数据为基础,依据主机合同技术规范中的相关要求将试验机组在不同试验水头下发电工况的运行区域划分为《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》中推荐划分的A区(高效稳定区)、B区(过渡限运区)、C区(强振禁运区)。研究成果为电网调度中心合理制订该机组在发电工况的负荷计划提供了依据。     

南方电网抽水蓄能电站自动发电控制功能研究与应用

抽水蓄能电站自动发电控制功能是电站的核心控制功能,抽水蓄能电站工况复杂,具备水泵、调相等特殊工况,其自动发电控制逻辑较常规电站复杂。本文以南方电网所辖的各抽水蓄能电站为例,详细介绍了南方电网抽水蓄能电站自动发电控制功能的主要控制算法,包括发电工况成组控制、抽水工况成组启动控制算法等,为抽水蓄能电站自动发电控制功能设计提供参考。     

广州蓄能水电厂自适应微机调速器控制算法研究

针对抽水蓄能机组调速器控制工况繁多、控制逻辑较常规水火电机组复杂的问题,以广州蓄能水电厂# 4蓄能机组调速器为倒,介绍了发电与抽水工况下蓄能机组调速器的控制逻辑、相关算法及监控系统与调速器配合完成机组的有功控制过程,可供其他抽水蓄能电厂控制调速器参考.     

加速功率型PSS在抽水蓄能电站的应用

抽水蓄能电站对提高电力系统安全稳定运行水平、电网供电质量和可靠性起着非常重要的作用,在研究PSS2A(Power System Stabilizer简称PSS)的主要原理、主要参数及含义的基础之上,结合东北某抽水蓄能电站PSS的投运实例,分别介绍了抽水蓄能机组在发电和抽水两种工况下整定PSS参数的方法,从其PSS投运投运效果可以看出励磁系统在抽水和发电两种工况下的无补偿特性基本相同,并且通过试验整定好的同一组PSS参数在抽水蓄能电站机组的不同工况下都有着良好的效果。     

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。     

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。     

发电电动机励磁引线硬连接设计的几个问题

梳理了近年来因磁极引线问题导致发电电动机事故停运事件,分析了导致停运产生的原因,并在此基础上对励磁引线设计进行了总结。分析结果表明,抽水蓄能发电电动机励磁引线设计与常规水电机组发电机励磁引线设计不同,应充分考虑抽水蓄能机组工况复杂、启停频繁的运行特点,注重热及动静作用力下的引线应力变化特征研究及其对引线寿命的影响;应强化磁极引线结构设计,采用合理的断面形状,避免因结构导致的失效问题;应研究铜导体在正常及极限温升条件下的机械特性,以便建立合理的数学模型评估引线性能;并应充分考虑铜导体的电接触机理及其电腐蚀机理,从而避免了由此引起的设计、安装及运行等问题。     

某250MW抽水蓄能机组转子动平衡

某抽水蓄能机组在整组启动试运行时导轴承摆度偏大,分析发现转子质量失衡引起的不平衡力是该机组机械振动的主要激振源之一。将时域-频谱与不卸试重块的影响系数相结合的分析方法应用于该机组转子动平衡试验中,结果表明该方法具有判断失重角相位精度高、不用卸试重块及启机次数少等优点,为抽水蓄能机组转子动平衡研究提供了新思路。     

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。     

蓄能机组推力轴承镜板泵调试与性能测试

针对某抽水蓄能电站首台机组调试阶段机组推力轴承镜板泵不能建压的问题,分析了可能产生的原因。在此基础上,测量了开机过程和额定转速情况下镜板泵流量和出口压力,分别采用短时傅里叶变换和傅里叶变换对压力信号进行分析,指出不同工况下镜板泵出口压力脉动的主频主要表现为泵孔通过频率,且镜板泵在中高转速下存在压力和流量不稳定区,应引起足够注意。     

抽水蓄能电站机组异常状态检测模型研究

针对当前水电机组故障样本少,难以对其开展有效诊断的难题,提出了一种综合考虑有功功率、工作水头等工况参数的基于最小二乘曲面的抽水蓄能电站机组异常状态检测模型,即在深入分析有功功率、工作水头对机组运行状态影响的基础上,确定了机组的健康标准状态,根据机组运行状态在不同功率和不同水头下的特性,划分了不同单元,在不同单元内选取能反映机组运行状态的敏感特征参数,分别建立了基于最小二乘曲面的分布式健康模型,将功率、水头等实时在线数据代入分布式健康模型,通过计算机组健康度建立最终的异常状态检测模型。实例应用结果表明,该模型能有效地挖掘机组海量状态数据和真实可靠地进行在线状态评估,从而实现机组异常状态的早期预警。     

蒲石河抽水蓄能电站~#4机组水轮机工况运行区域划分

以蒲石河抽水蓄能电站#4机组5个特征水头下的现场稳定性试验数据为基础,选取水轮机工况下从60 MW到额定负荷间阶梯式的13个负荷工况,分析了每个试验水头下各稳定性指标随着有功功率增大的变化趋势及各个负荷工况下试验水头变化时对各稳定性指标的影响,通过对机架振动、导轴承摆度及水流压力脉动等试验数据进行频谱分析,研究了水流压力脉动对机组振动、摆度的影响。依据主机合同技术规范中的相关要求将#4机组在水轮机工况的运行区域划分为A区(稳定运行区)、B区(限制运行区)、C区(强振禁运区)等3个运行区域,为机组安全运行提供实用性的指导依据。     

抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行分析

  [目的]  利用抽水蓄能电站优化火电厂的出力曲线,是提高电力系统经济性的重要手段。  [方法]  建立了抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行的数学模型,然后以某实际电力系统为例对联合运行进行了优化模拟。最后探讨了联合运行节煤的内在机理。  [结果]  模拟结果表明抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行降低了系统煤耗。  [结论]  建议要充分利用抽水蓄能电站来优化火电厂的出力曲线,提高电力系统运行经济性。