尾水支管长短对相继甩负荷尾水管进口最小压力的影响

抽水蓄能电站相继甩负荷过程中两台机组的流量相互影响,尾水支管长短对尾水管进口压力的影响很大。通过理论推导结合对实际工程的数值模拟,分析了后甩机组尾水支管长短对相继甩负荷后甩机组尾水管进口最小压力的影响。结果表明,机组流量变化率大小决定尾水支管长短对自身机组尾水管进口最小压力的影响程度,与同时甩负荷相比,相继甩负荷后甩机组的尾水管进口最小压力对自身机组尾水支管长短更敏感;固定上、下游岔点位置,移动机组使其靠近下游岔点,可减小尾水支管水流惯性、增大相继甩负荷尾水管进口最小压力,该措施可代替降低机组安装高程的方法。     

相继甩负荷间隔时间与尾水管进口压力最小值的内在联系研究

为探求相继甩负荷间隔时间与尾水管进口压力最小值之间的内在联系,针对双机一洞布置型式的抽水蓄能电站,基于瞬变流理论和特征线法对相继甩负荷工况水力过渡过程开展数值模拟,分析了相继甩负荷工况下机组流量变化率和运行轨迹与尾水管进口压力最小值之间的联系。结果表明,存在某一最不利相继甩间隔时间使得两台机组第一波流量变化率的时域不同步程度达到最大,则对应的尾水管进口压力达到最小,且此时先甩和后甩机组运行轨迹点分别在特性曲线反S区上弯点和下弯点。研究结果可为抽水蓄能电站尾水管进口压力极值计算提供参考。     

输水洞径对可逆式机组相继甩负荷尾水进口压力影响

针对1洞多机抽水蓄能电站水力机组过渡过程调节保证计算中相继甩负荷对尾水进口压力的影响问题,通过对某抽水蓄能电站输水系统洞径组合的比选,得出不同甩负荷形式对尾水进口压力影响程度不同,先甩N-1台机组、后甩尾水管道最长的1台机组尾水进口压力最危险;不同输水系统洞径对改善尾水进口压力的影响程度也不同。     

引水道布置对抽水蓄能电站尾水管最小压力的影响

针对抽水蓄能电站引水道布置对机组尾水管最小压力的影响较大,在相继甩负荷工况下尤为明显的问题,采用特征线法研究了尾水道分别为单洞单机和一洞多机布置形式时,机组上游侧引水道布置在相继甩负荷工况下对尾水管最小压力的影响,以及机组相继甩负荷最危险间隔时间点。结果表明,单洞单机布置情况下,当引水道岔点位置向上游侧移动时,尾水管最小压力将出现大幅增长;而一洞多机布置时引水道岔点位置对尾水管最小压力的影响不显著,由此提出了有利于改善尾水管最小压力的布置形式。     

引水式水电站变顶高尾水洞水力特性和体型优化

考虑引水式水电站常用的有压尾水洞和变顶高尾水洞两类布置型式,采用基于特征线法的有压管道瞬变流分析模型和适用于明满流过渡过程分析的改进狭缝法模型,分别分析系统的过渡过程特性和尾水洞体型参数的敏感性,研究不同的尾水洞型式下尾水系统的水力特性,进一步揭示了变顶高尾水洞的底宽、洞高和顶坡对尾水管进口最小内水压力的影响规律。结果表明,与增大面积的有压尾水洞比较,变顶高尾水洞是一种可行的布置型式,可有效提高尾水管进口的最小内水压力且水锤过程衰减较快;合理增大变顶高尾水洞底宽、洞高或顶坡均可不同程度地改善尾水管进口最小内水压力,其中顶坡的影响相对明显,为体型优化设计提供了参考依据。     

简单式尾水调压室位置对尾水管最小压力值的影响

探讨了简单式尾水调压室位置对尾水管最小压力值的影响。通过数值计算和工程实例,证明简单式尾水调压室越过某一临界位置向厂房方向移动,对尾水管最小压力值不利;增大调压室面积会明显改变尾水管最小压力值。     

变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的Hopf分岔及其动态仿真

基于刚性水击、非线性水轮机、三阶发电机、PID调速器等模型,建立了变顶高尾水洞水电站的水轮机调节系统的非线性模型,运用Hopf分岔理论分析了动力系统的分岔现象,以PID调节参数作为动力系统的分岔参数分析了接力器时间常数、尾水洞坡度和甩负荷对系统稳定域的影响,并采用RKF方法对系统进行了负荷变化的动态仿真。结果表明,系统的Hopf分岔为亚临界,接力器时间常数增大时系统稳定域减小,尾水洞坡度应取较小值,机组甩负荷时系统稳定域增大;在稳定域内系统是渐进稳定的,所建立的模型可用于大波动和小波动的动态仿真。     

特性曲线及转轮选型对抽水蓄能电站过渡过程的影响

为研究特性曲线以及转轮选型对抽水蓄能电站过渡过程的影响,本文基于两套特性曲线进行转轮选型,在得到两套转轮参数后,采用数值模拟方法对两者进行三个典型工况的过渡过程计算.计算结果表明:选取特性曲线时,应尽量采用S特性曲线二区开度线变化斜率较大的特性曲线;转轮选型应当避免采用过大或过小的转轮直径,过小的直径将导致水泵工况无法满足调节保证计算的要求,过大则会使得水轮机工况点靠近S区域;并且特性曲线以及转轮选型对机组相继甩负荷工况的最不利间隔时间及尾水管进口处最小压力有着显著的影响,二区开度线变化斜率较大且转轮直径适中是提高相继甩负荷工况下尾水管进口处最小压力有效设计措施.     

调压室对尾水隧洞明满流水力过渡过程影响研究

水电站水力过渡过程计算中,明满流现象一直是仿真模拟的难点。针对某大型水电站发生过渡过程时尾水隧洞中出现的明满流现象,采用数值模拟方法,研究了设置尾水调压室后,尾水隧洞明满流过程对机组尾水管进口最小压力及机组一次调频性能的影响。结果表明,尾水调压室可在一定程度上削减明满流对机组运行的干扰,同时尾水洞中的明满流又可减少调压室水位波动幅值,二者的合理搭配改善了尾水系统过渡过程品质,可为发生眀满流现象的水电站尾水系统设计提供借鉴。     

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。     

超高水头水泵水轮机甩负荷导叶关闭规律分析

为研究导叶关闭规律对超高水头水泵水轮机甩负荷的影响,以敦化电站为例,定性分析了超高水头大容量高转速蓄能机组的过流特性;在过流特性曲线分析的基础上,采用一段直线、延时直线及传统两段的三种导叶关闭规律对该电站进行大波动过渡过程计算分析。计算结果表明,关闭规律的选取对过流特性的依赖性强,该特性对过渡过程各参数值的影响较大;延时直线关闭可有效降低蜗壳进口压力,虽机组转速会小幅度上升,但在可控范围内,对尾水管进口最小压力没有积极作用;两段关闭中折点位置和时间的选择在平衡蜗壳进口压力和尾水管进口压力方面很关键。研究成果对高水头蓄能电站导叶关闭规律的选择具有借鉴意义。     

某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验仿真与实测分析

在某抽水蓄能电站~#6机组甩负荷试验前,用特征线方法对试验过程中的导叶开度、机组转速、蜗壳末端压力及尾水管进口压力等关键技术参数进行仿真预测,并将仿真计算值与试验实测值进行对比,结果表明数值仿真方法与计算模型的准确性较高;以机组在过渡工况中的工作点运行轨迹为基础数据,分析试验机组在甩负荷过程中的运行状态,探究了仿真数据与实测数据出现差别的内在原因,为后续电站出现类似情况的处理提供了参考。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

某250MW抽水蓄能机组典型大波动过渡过程试验分析

以某250MW抽水蓄能机组为例,开展了水轮机工况甩负荷、水泵工况断电等典型大波动过渡过程试验,验证了机组最大转速、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,以水轮机工况甩额定负荷试验实测数据为基础计算的机组转动惯量满足设计值要求。针对水泵断电过程中机组出现反转的问题,通过优化导叶关闭规律改善了其动态调节品质,并分析了甩负荷过程中水流压力脉动的内在规律。将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进行对比分析,表明两者吻合度较高。     

某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真计算分析

为解决某抽水蓄能电站蜗壳进口压力过大,尾水管进口压力过小的问题,研究了应用于某电站事故甩负荷球阀导叶联动的关闭规律,并对该电站双机甩负荷过渡过程的现场实测数据和数值仿真结果进行了对比分析,结果表明二者吻合较好,验证了仿真计算的可靠性。进一步采用数值仿真手段复核了极端控制性工况,为该电站的安全运行及类似工程的设计与仿真计算提供了参考。     

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。     

某抽水蓄能电站防水淹厂房关键技术研究

为提升抽水蓄能电站防水淹厂房的技术措施,结合工程实例,在分析顶盖螺栓断裂原因,确定设计安全裕度后完成了螺栓结构优化选型设计;从调速系统设置液压冗余回路、进水球阀控制柜布置、事故工况下尾水闸门启闭机可靠动作等方面开展了一系列电站防水淹厂房设计优化;提出了整套现场一管双机甩负荷试验逐级反演预测与分析方法,解决了随机水压脉动无法准确计算的问题,有效降低了试验安全风险。研究成果对于通过技术手段有效提升抽水蓄能电站本质安全具有指导意义。