基于库容曲线的抽水蓄能电站水力干扰过渡过程计算

传统过渡过程计算主要基于极端水位,对抽水蓄能电站的实际运行缺乏有效的指导意义。同时各厂家的过渡过程计算主要考虑极端水位时的双甩、双切等情况,对负荷干扰关注较少,而负荷干扰又是抽水蓄能电站运行经常遇到问题。为了解决以上问题,本文综合考虑水库水量情况,提出了基于电站实际运行库容曲线的水力干扰过渡过程计算方法。以宜兴抽水蓄能电站为研究对象,基于库容曲线,对该电站的水力干扰过渡过程进行数值仿真,获得库容约束条件下不同水位组合时的蜗壳进口压力和尾水进口压力极值。结果表明,宜兴电站的年库容均值为651万m~3;各组合水位的调节保证值满足要求;工作水头H对被扰机组最大出力、甩负荷机组蜗壳进口最大压力和尾水管进口最小压力、上游闸门井水位极值差的影响比较大,对其他调节保证值基本无影响。     

抽水蓄能机组甩负荷试验研究

分析金寨抽水蓄能电站2号机组甩50%和100%额定负荷时的转速上升率、蜗壳进口压力最大值和尾水锥管进口压力最小值。采用低通滤波法（截止频率为0.2倍转频）对蜗壳进口和尾水锥管进口压力数据进行处理以获得趋势项,研究不同数据时长下压力脉动项的峰峰值（97%置信度）,为合理、准确计算蜗壳进口压力最大值和尾水锥管进口压力最小值提供了技术支撑,为抽水蓄能机组甩负荷试验分析提供了实例参考。     

抽水蓄能电站中球阀协同导叶关闭的水力瞬变过程控制方式

为了降低抽水蓄能机组水轮机工况甩负荷时蜗壳压力上升值和压力脉动值,应用了球阀协同导叶关闭的流量控制方式。于2012年在蒲石河大型抽水蓄能电站,进行了水轮机工况甩负荷过渡过程球阀参与导叶控制方式的现场试验。针对这一流量控制方式,利用内特性法预测了在甩负荷过渡过程中各动态参数的瞬变规律,预测的机组转速上升最大值与试验值的相对误差为2.11%,预测的蜗壳压力上升最大值与试验值的相对误差为0.74%,从而验证了内特性方法的合理性;同时证明,只要合理地选择导叶与球阀的控制规律,即可显著改善水泵水轮机装置水轮机工况甩负荷过渡过程的动态品质,降低抽水蓄能电站引水系统的水压上升值。     

水电站尾水调压室断面面积敏感性分析研究

基于瞬变流理论,采用弹性水锤特征线法,建立合理的边界条件,对有较长尾水隧洞的水电站调压室断面面积变化敏感性进行数值模拟分析,重点研究尾水调压室的断面面积对大波动工况下的调压室水位波动、机组最大转速升高率、蜗壳末端压力变化和水力干扰工况下对水电站机组出力摆动的影响。对同一特征工况,在大波动下,调压室断面直径为28 m,即断面面积为615.752 m2时,调压室最低涌浪水位达到2 218.97 m,蜗壳末端最大压力达到269.17 m(压力升高24.48%),机组转速最大上升率达到42.19%,满足调节保证计算要求。水力干扰工况下,并入同一电网时,随着调压室断面面积增加,机组出力摆动减小,对于大电网而言,出力摆动相对差值变化较小,两台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.08%,一台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.03%。综合考虑计算结果及调压室的工程经济性,推荐本电站调压室断面面积取615.752 m~2。     

仙居抽水蓄能电站甩负荷试验及反演分析

为确保仙居抽水蓄能电站长期安全稳定运行,对电站机组进行甩负荷现场试验,并对试验数据进行整理分析,利用数值仿真的手段对机组甩负荷过程进行仿真模拟。对比结果显示二者的吻合度较好,验证了数值仿真计算的准确性。在此基础上,利用数值仿真手段对机组运行极端工况进行预测,预测结果显示极端工况蜗壳进口最大压力、尾水进口最小压力等指标满足合同相关指标要求。反演计算分析为电站机电设备的安全稳定运行提供了依据,并为类似工程提供参考依据。     

调速器10 s延时系统在黑麇峰抽水蓄能电厂的应用

根据黑麋峰抽水蓄能电厂机组引水系统的特点、转轮特性及调保计算需要,为了控制机组发电工况甩负荷过程中蜗壳进口最大压力上升与尾水管最大真空度,导叶需延时10 s关闭,故在调速器系统中加入了10 s延时系统。本文介绍了黑麋峰电厂调速器10 s延时系统设计的必要性、工作原理,总结了10 s延时系统调试中出现的问题及解决方法。最后对机组甩负荷过程中的实际应用进行了分析。     

有关水电站小开度甩负荷工况水击压力骤升问题的探讨

在引水发电系统中，为了找出机组负荷变化所产生的水击压力最大升高值，一般要进行水力机械过渡过程计算。用以指导机组和压力管道设计。通过若干座水电站的水力过渡过程计算机仿真计算实践，论证了在小开度甩负荷工况、高水头电站发生第1相水击时，会出现水击压力随导叶初始开度减小而增大现象的原因和理论依据。提出了解决在小开度甩负荷工况下水击压力骤升的措施。     

黑麇峰抽水蓄能电站机组甩负荷试验反演预测及主要特性分析

介绍了首次在水电行业工程领域系统全面的将经验模态分析法成功应用于黑麋峰抽水蓄能电站机组甩负荷试验研究中,形成了一套完整的、适用于抽水蓄能机组调试试验的反演分析及预测计算方法。通过该方法对历次甩负荷试验数据的反演分析,求得的均值压力及变化趋势与水力过渡过程复核计算预测的均值压力及变化趋势基本吻合。同时,经过对黑麋峰抽水蓄能电站累计40多次机组甩负荷试验实测数据的反演分析,总结出了机组甩负荷过程中球阀、蜗壳和尾水管进口各主要部位压力极值和最大转速上升发生的主要特性。     

龙开口电站机组调节保证复核计算及关闭规律优化

大型水轮发电机组在实际运行中转速上升率、蜗壳进口最大压力等参数与调节保证设计计算值往往存在一定程度偏差,有必要在水轮发电机组投产后根据试验情况复核调节保证设计成果,采取优化机组甩负荷导叶关闭规律等措施,对转速上升率、蜗壳进口最大压力等参数进行优化调整,确保水轮发电机组在实际运行中满足水力过渡过程相关限制性参数。     

水电站双机相继甩负荷与尾水管最小压力分析

一管多机水电站水力过渡过程组合工况多、计算复杂,输水系统极值均出现在水力过渡过程。现主要介绍一管双机水电站输水系统机组出现相继甩负荷工况时对尾水管最小压力的影响,同时分析各种关机规律对尾水管最小压力的敏感度。     

某抽水蓄能电站一管双机切泵试验分析

在抽水蓄能机组调试过程中,水泵断电试验是验证机组电气与机械性能的重要试验。以某抽水蓄能电站1号引水系统内的1号和2号机组为例,进行了一管双机切泵试验,测试并记录了机组的各项参数变化曲线,分析了水泵在断电过渡过程中不同测点的压力变化规律。通过对蜗壳进口压力和尾水管进口压力测值进行加窗傅里叶变换,确定了尾水管压力脉动的主要原因为管路共振。试验结果表明:各测点的压力均在调节保证值范围内,机组停机流程正确,各项电气与机械指标均符合设计要求。     

基于真机实测的双机共尾水调压室水电站同甩负荷仿真

为了克服传统的甩负荷过渡过程计算模型及一些关键参数取值过于依赖设计资料或经验导致计算结果与实测结果存在一定差异的弊端,在经典过渡过程计算理论的基础上,采用真机实测的方法对双机共尾水调压室水电站同甩负荷过渡过程仿真方法进行了研究。提取了尾水管进口处的脉动压力值作为尾水管进口压力的修正项;利用实测结果对调压室阻抗系数、水轮发电机组转动部分的转动惯量进行了辨识。结果表明,该方法大大提高了过渡过程的仿真精度,尾水管进口压力最小值仿真与实测结果差别为0. 008 MPa,蜗壳进口压力最大值仿真与实测结果差别为0. 041 MPa,调压室最高涌浪差别为0. 2 m,机组转速最大值误差仅为0. 13 Hz,仿真结果的变化过程与实测结果十分吻合。因而,可以利用该仿真方法及模型参数对各极端工况下的甩负荷过渡过程进行预测,以指导水电机组的安全运行。     

老渡口水电站引水系统水力损耗分析

引水系统水力损耗直接影响水电站运行的经济性.传统的引水系统水力损耗试验耗时长、费用高,导致大部分水电站未对引水系统水力损耗进行监测以提高运行管理水平.基于老渡口水电站"蜗壳压力实测值"为分析对象建模,探索零成本、可推广的引水系统水力损耗检测方法,用于指导、评估水电站运行经济性,提升水能利用率与企业效益.     

抽水蓄憾电站一管多机相继甩负待 过渡过程研究

本文分析了在抽水蓄能电站一管多机的布置形式中,同一水力单元机组同时甩负荷和相继甩负荷过渡过程特性。研究表明:在相继甩负荷中,后甩机组一旦在最不利时间点发生甩负荷,其尾水管进口最小压力将严重下降,以致不能满足调保参数限制值要求。而后甩机组最不利时间点不一定是取在先甩机组过机流量衰减到0的时刻,应就具体问题,在先甩机组流量衰减至0 这段时间内进行延时甩负荷时间点敏感性分析,寻找出最不利组合时间点,以确保电站安全设计与运行。     

锦屏二级水电站筒阀动水关闭试验及仿真分析

为检测筒阀在长距离输水电站中的实际运行情况，借助现场试验手段，对锦屏二级水电站机组带部分负荷时筒阀动水关闭过程中机组状态量的变化情况进行了检测。对试验数据进行了整理分析，并利用数值仿真手段对筒阀动水关闭过程进行了仿真模拟。现场试验与数字模拟对比结果显示，二者吻合度较高，验证了数值仿真计算的准确性。在此基础上，利用数值仿真手段对筒阀关闭极端工况进行了预测，预测结果显示，机组带100%负荷，筒阀动水关闭时蜗壳进口压力未超出设计值。研究方法和手段可为电站机电设备的安全运行提供依据。     

电站变顶高尾水洞水力过渡过程现场监测分析

阻尼井+变顶高尾水洞是一种新型的水电站尾水压力管道体型,国内尚无单机容量700 MW巨型机组的运行实践经验。为进一步了解大型机组变顶高尾水系统的水力特性,验证工程设计和水工模型试验成果,确保工程安全稳定运行,结合启动试运行和正常蓄水位机组调试安排,对三峡地下电站进行了2个特征库水位(152.3 m,175.0 m)和4个负荷量级(25%,50%,75%,100%)的机组甩负荷水力过渡过程进行现场监测。重点监测了蜗壳和尾水管进口部位水锤压力、阻尼井涌浪、变顶高尾水洞明满流交替和机组转速升高值等内容。监测成果表明:三峡地下电站变顶高尾水洞各项水力参数指标均满足设计要求,并有一定安全裕度,监测成果可为今后变顶高尾水洞工程设计和运行提供参考。     

可逆式机组飞轮力矩的合理取值及敏感性分析

为了控制抽水蓄能电站中的大波动水力过渡过程,改善小波动稳定性,常考虑增大可逆式机组的飞轮力矩 GD2,但会造成投资增加。因此,有必要对机组 GD2 的合理取值及对调保参数的敏感性开展研究。在统计分析了 20 座涵盖高、中、低水头的可逆式机组的抽水蓄能电站相关设计参数的基础上,利用系统辨识的最小二乘法建立了可逆式发电－电动机 GD2 新的经验模型。继而,以实际工程为例,通过对机组 GD2 在不同取值情况下的甩负荷过渡过程进行了对比计算,分析了机组转速、蜗壳和尾水管进口压力、尾水调压井最高、最低涌浪水位等对 GD2 的敏感性。结果表明,本文提出的经验模型预测可逆式发电－电动机 GD2 的效果最佳,可作为初步设计阶段可逆式发电－电动机 GD2 的取值依据。尾水管进口最小压力和机组最大转速上升率对于 GD2 的变化最为敏感,而机组 GD2 对蜗壳最大压力、尾水调压井最高、最低涌浪水位等的影响较小; 机组 GD2 的最终取值及优化还需结合电站水力过渡过程计算综合确定。     

长引水道小型水电站调保方案的选择

在小水电站正常高水位、死水位确定的情况下,从引水系统、机组及其调节特性三方面着手采取措施,解决长引水道调保问题的方法;并综合考察调保方案的引水系统投资,厂房投资,机电设备投资,运行费用,以及由水力损失引起的电能损耗等因素的动态经济特性,以最小费用现值的方法确定长引水道小型水电站的调保方案.     

小湾水电站大型金属蜗壳水压试验

小湾水电站最大水头251m，机组转速150r／min,为我国目前在建水电站单机700MW水头和转速最高的水轮发电机组。蜗壳水压试验压力43．5bar，采用保压混凝土浇筑工艺方法，保压压力为17．4～18．6bar。目前，已完成6台机蜗壳水压试验，5台机蜗壳保压混凝土浇筑（4号机保压混凝土浇筑正在进行中）。文章总结了蜗壳水压试验、保压混凝土浇筑以及变形监测的工作经验和体会。     

长引水系统电站过渡过程数字仿真

水力过渡过程计算是水电站和水力机组设计不可或缺的一项工作,也是保证电站尤其是长引水系统电站安全稳定运行的前提。为了确保电站甩负荷过渡过程的安全,以有压管道非恒定流微分方程组为基础,采用特征线法,对具有上游调压室,一洞三机布置的复杂引水管路系统建立了数学模型,并进行了机组甩负荷过渡过程仿真计算。最终,确定了合理的导叶关闭规律,给出了相关参数随时间变化的历程线,并计算了调压井的最高、最低涌浪,为该电站的设计及安全稳定运行提供了技术依据,同时对类似工程也具有一定的参考价值。