抽水蓄能电站可逆机组导叶关闭规律探析

以东北某抽水蓄能电站为例,针对可逆机组独特的过流特性问题,研究了可逆式机组甩负荷后导叶紧急关闭规律对抽水蓄能电站过渡过程的影响,对比分析了具有延时段的直线与折线关闭规律.结果表明,该方法确保了机组飞逸转速在允许范围内,并有效降低了输水系统中的水击压力上升值,为电站的安全提供了依据.     

抽水蓄能电站相继甩负荷工况导叶-球阀协联关闭规律优化

为提高抽水蓄能电站相继甩负荷工况的动态品质,提出了一种基于多目标算法的导叶-球阀协联关闭策略。首先,建立抽水蓄能电站的精细化仿真模型;然后,确定考虑机组转速和流道水击压力在内的多个优化目标,并基于多目标控制要求引入改进引力搜索算法优化导叶-球阀协联关闭规律,得到一组Pareto最优解;最后,从Pareto最优解中选取综合水击压力目标函数最小值、与平衡点距离最小值及转速目标函数最小值三个典型解进行仿真试验,验证该策略下相继甩负荷工况过渡过程的动态品质。根据优化结果,推荐对发生相继甩负荷工况的两台机组均进行导叶-球阀协联关闭规律优化。结果表明,优化所得最优解均能满足调节保证计算的控制要求,且典型解1比典型解3的蜗壳末端最大压力下降了21.9m,但转速值仅升高了2r/min,这说明提出的导叶-球阀协联关闭策略更好地协调了机组转速与管道水击压力之间的矛盾,可为相继甩负荷工况下电站的安全稳定运行提供有效的技术指导。     

导叶关闭规律及初始开度对蜗壳动水压力的影响

讨论不同折线关闭规律对蜗壳最大动水压力的影响，揭示了蜗壳最大动水压力的大小与导叶初始开度间的某些规律，指明流量梯度变化最大的工作点恰好是发生蜗壳最大动水压力的极值点这一过渡过程本质。     

抽水蓄能电站球阀联动-导叶滞后关闭规律研究

针对可逆机组独特的过流特性,分析了抽水蓄能电站在甩负荷时的球阀联动—导叶滞后关闭规律。算例结果表明,该关闭规律较大程度缓解了输水系统的水锤压力,为输水系统的优化布置与安全运行提供了理论依据。     

水轮机导叶关闭规律对蜗壳末端压力的影响

抽水蓄能机组由于S特性,在甩负荷过程中会产生很大的水击压力和脉动压力。为控制压力脉动,以我国某抽水蓄能电站为例进行数值模拟,分析了考虑S特性和脉动压力的两段式和三段式关闭规律的优化方法及在控制蜗壳末端压力方面的优势。结果表明,考虑S特性时,先延时后关闭的两段式关闭规律可有效控制水击压力,其折点时间为工况点到达下奇点时,且第二段快关。考虑脉动压力时,采用先部分关导叶减小开度,而后延时或开启,最后导叶快关的方式可减小脉动压力的影响,三段式关闭规律的两个折点时间分别为工况点到达上下奇点时。相较两段式关闭规律,先关闭后开启再关闭的三段式关闭规律不仅可有效控制脉动压力,在控制水击压力方面也有一定优势。研究成果可为抽水蓄能电站的运维和管理工作提供参考。     

高水头抽水蓄能电站球阀与导叶联动的关闭规律研究

针对高水头抽水蓄能电站机组甩负荷问题,以某抽水蓄能电站为例,采用导叶直线关闭规律及球阀与导叶联动的关闭规律进行探讨,并基于水泵水轮机全特性曲线进行数值模拟.结果表明,该规律能有效削减机组流量和蜗壳压力的第2峰值,最大值仍发生于第1波峰,而第1峰值则取决导叶初始(第1段)的关闭速度.     

大消落深度的水电站机组导叶关闭规律研究

水电站调节保证计算是指导水电站输水系统设计、机组参数优选,确保电站在全生命周期内健康工作和安全运行的关键。合理的机组导叶关闭规律是经济有效控制水电站水力过渡过程调保参数的核心。以水库消落深度较大的水电站为例,基于特征线法建立了水力过渡过程数值仿真模型,开展了导叶关闭规律的优化研究及相关影响因素的敏感性分析。结果表明,大消落深度的水电站蜗壳最大压力的控制工况为最大水头工况,而机组最大转速上升发生在额定水头工况;在一段直线无法满足调保控制标准的情况下,大消落深度的水电站可采用“先快后慢”的两段折线关闭规律以有效改善蜗壳最大压力及最大转速上升率;两段折线关闭规律的折点位置可根据最大发电水头工况的初始开度确定,宜接近该初始开度,可等于、略大于或略小于该初始开度;第二段关闭速率主要受蜗壳最大压力控制,可根据控制蜗壳压力的最大水头工况下的直线关闭规律结果确定,而第一段的关闭时间在小于第二段关闭规律的前提下根据机组转速上升控制工况确定。结果可为类似工程的关闭规律选取和优化提供参考。     

基于精细化模型的水泵断电工况导叶关闭规律多目标优化

为提高可逆式抽水蓄能机组水泵断电工况过渡过程动态品质,提出一种基于抽水蓄能机组精细化模型的导叶关闭规律多目标优化策略,即先建立能精确反映各水力单元水压特性的过水系统模型,采用基于改进Suter变换-BP神经网络的水泵水轮机插值求解机制保证机组转速在极端工况区(驼峰区和反"S"区)的准确求解;然后均衡考虑抽水蓄能机组水泵断电工况下转速上升率和全流道特定节点压力脉动值,提出涉及水力、机械复杂因素的多重约束条件;再将邻域搜索和混沌变异机制引入到改进引力搜索(IGSA)算法中,并对所建模型进行优化求解。仿真结果表明,该策略可为导叶关闭规律优化和水泵断电工况下机组安全稳定运行提供有效的技术指导。     

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。     

某抽水蓄能电站水泵工况导叶关闭规律优化

为保证抽水蓄能电站安全稳定运行,减少水泵断电时水击压力和压力脉动过大及转速反转等对机组的不利影响,有必要研究水泵工况导叶关闭规律。基于某电站水泵断电实测数据,对比分析两种不同导叶关闭规律下的压力和转速;采用经验模态分解法将实测压力数据分解为趋势项和脉动项,对比分析趋势项和数值仿真结果,并基于运行工况点分析脉动压力。研究结果表明,合理的导叶关闭规律不仅可避免转速反转,还可减小水击压力和压力脉动。建议水泵工况导叶关闭规律优先采用一段关闭,关闭时间宜小于30s。