非同步导叶在仙游抽水蓄能电站的应用

可逆式水泵水轮机组具有水头高、水头变幅大、转轮比转速小、转轮扁平流道狭长等特点,其S特性使得机组空载特性不稳定并网困难。非同步导叶的投入,能有效地改善水泵水轮机S特性问题,但随之带来机组振动、摆度增加。仙游抽水蓄能电站应用水泵水轮机模型试验,获得较优的预开开度,非同步导叶的现场应用取得成功经验。     

抽水蓄能电站建设及可逆式水泵水轮机的若干技术问题

从混流可逆式水泵水轮机的选型问题、水泵水轮机全特性曲线、水轮机工况额定水头的选择、水力-机械过渡过程计算、上水库充水问题和首台机组首次启动方式等7个方面对中国抽水蓄能电站建设及可逆式水泵水轮机的若干技术问题进行了综述和分析,并就问题的解决提出了建议和对策.     

低比转速水泵水轮机"S"区特性数值模拟

水轮机低水头启动困难问题在目前己投入运行的混流式水泵水轮机组中有较多出现,是抽水蓄能技术研究需要解决的关键问题.采用SST k-ω模型对不同导叶开度下的小流量水轮机工况进行数值计算,在数值计算基础上获得了水泵水轮机"S"区特性单位转速与单位流量的关系曲线,并将"S"特性曲线计算结果与试验结果做了对比分析,提出了影响水泵水轮机"S"特性的转动域流动特征.     

水泵水轮机发展中的一些特殊问题

一引言以往,抽水蓄能电站多采用水泵和水轮机分离设置的方式,近二、三十年来,更多的电站装设可逆式水泵水轮机。可逆式水泵水轮机,一般作成可调导叶型式。现代大电网中,也有利用固定导叶的水泵水轮机,发电功率完全随实际运行水头而变。为了获得较高的水头和扬程,一般作成多级式。除了高水头水泵水轮机以外,50米以下的少数情况也采用水泵水轮机,例如瑞士爱雪维斯公司为西班牙装置了二台可逆式水泵水轮机,在25米的情况下,水轮机输出功率和水泵输     

水泵水轮机"S"特性区危害及解决对策

高水头、大容量单级水泵水轮机一般在水轮机工况空载开度运行时具有较为明显的"S"特性."S"特性使机组在难以正常并网并造成由调相工况转发电运行以及水轮机工况的甩负荷停机过程中产生不稳定运行区.预开启部分导叶法、加装导叶不同步装置(MGV)和使用单元式接力器可以较好地避开水泵水轮机的"S"特性运行区域,获得较理想的运行效果.     

惠州抽水蓄能电站水泵水轮机转速的选择

通过对惠州抽水蓄能电站工程水泵水轮机转速的选择,说明可逆式水泵水轮机转速选择时应考虑的几个问题,为今后同类电站的设计提供参考。     

可逆式水泵水轮机内流研究综述

可逆式水泵水轮机广泛应用于抽水蓄能电站，其可在发电工况与抽水工况之间安全稳定切换 运行，从而使得抽水蓄能电站成为当下清洁能源中提高电网质量的首选，更为新能源的发展保驾护航。 本文以国内外学者关于水泵水轮机的研究为主线，具体综述方向包含水泵水轮机内流场演变研究及内 流对系统外特性影响研究，从内流求解方法、工况分析、振动及噪声等方面分析了当下研究现状。并基 于此探讨在满足工程实况需求与学科发展需要的前提下，给出了可进一步深入研究水泵水轮机内流的 部分参考方向，以期为可逆式水泵水轮机的研究提供一定的借鉴。     

斜流式水泵水轮机研究综述

为促进斜流式水泵水轮机的发展进步，结合近几年国内外对斜流式水轮机、斜流泵、混流式水泵水轮机和斜流式水泵水轮机的研究情况，总结出在设计斜流式水泵水轮机可以参考三元理论和“等价速度三角形”理论对转轮进行设计，要重点考虑其会存在的“S”特性以及无叶区的压力脉动，可以基于反问题设计出斜流水泵水轮机叶轮。此种方法对于设计效率有很大的提高，并且设计精度较高。     

混流式可逆机“S特性”的试验研究

一、引言最近10多年中,混流可逆式水泵-水轮机(以下简称可逆机)的生产技术和运行经验日趋完善,成为使用最广泛的一种抽水蓄能机组方案。可逆机有水泵和水轮机两种正常运行工况;在过渡过程中,有可能进入水泵制动、水轮机制动和反水泵工况。上述5种可能工况的     

黑麋峰蓄能电站水泵水轮机模型验收试验及性能分析

对黑麋峰抽水蓄能电站水泵水轮机模型验收试验结果进行了分析,其能量特性、空化特性、压力脉动特性等各主要指标满足合同规定及性能保证要求,为真机的设计、制造、安装及运行提供了可靠的依据.同时,对水泵水轮机存在的"S"特性进行了分析.并提出了其影响因素.     

抽水蓄能电站水力-机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象,从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论,分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例,考虑可逆式机组在不稳定区域("S"形特性区)运行时,进行水力-机械系统的自由振动分析,在全频域范围内分析系统的振动特性,得出相应衰减因子为正的振动模式,同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析,给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成,其最大幅值与理论分析一致。     

抽水蓄能电站水力 机械系统自激振动特性研究

针对部分抽水蓄能电站运行过程中出现的水力-机械振动以及运行不稳定现象，从水力阻抗的角度研究可逆式机组可能产生自激振动的判别条件以及相应的不稳定区域。应用非线性振动理论，分析抽水蓄能电站产生自激振动时的幅频特性。结合具体算例，考虑可逆式机组在不稳定区域(“S”形特性区)运行时，进行水力-机械系统的自由振动分析，在全频域范围内分析系统的振动特性，得出相应衰减因子为正的振动模式，同时结合特征线法在时域内进行自激振动分析，给出相应的振动曲线。研究结果表明抽水蓄能电站自激振动由多个衰减因子为正的振动模式叠加而成，其最大幅值与理论分析一致。     

低比速水泵水轮机“S”特性区的内部流动

在小型混流式水泵水轮机模型装置上对转轮流道的压力分布进行了实测，并通过流动可视化摄制了翼间流动的图像；由实验与图像处理结果获得了“S”特性区的真实流态，讨论了“S”特性区不稳定流动的原因。     

超宽水头变幅水泵水轮机参数选择及优化设计研究

针对某蓄能电站超宽水头变幅的特点,探讨了水泵水轮机设计参数的选择。以CFD技术为手段展开优化设计,使优化后的水泵水轮机在保证水泵扬程超大变幅的前提下,既能满足高扬程对抽水量和效率的要求,又能将低扬程工况的空化性能控制在合理的范围内,同时还可兼顾水泵与水轮机工况的能量匹配关系。研究成果可为水泵水轮机的优化设计提供参考。     

基于改进天牛须搜索算法的抽水蓄能机组调节系统优化控制

针对抽水蓄能机组调节系统PID控制器参数整定困难问题,提出了一种基于改进天牛须搜索算法的抽水蓄能机组PID控制策略。首先,构建了小波动情况下带有时滞的抽水蓄能机组调节系统的数学模型。其次,提出了一种融合自适应分数阶微积分与自适应更新步长的改进天牛须搜索算法。然后,采用改进天牛须搜索算法、天牛须搜索算法与粒子群算法,分别设计调节系统在空载与负荷情况下的PID控制器。最后,使用各个算法优化的PID控制器进行调节系统的空载频率扰动与负荷波动工况仿真实验。结果表明：所提出算法可以整定出最为合适的PID控制器参数,在不同时滞作用下调节系统均取得更好的控制效果。该研究为抽水蓄能机组调节系统PID控制器的设计提供了新思路。     

三河口水利枢纽厂房联合布置

根据工程供水、调蓄和发电的任务要求,三河口水利枢纽厂房需要装配水泵水轮机、常规水轮机和减压调流阀,分别修建泵站、电站与供水阀室三个建筑物的分离方案布置难度较大、工程量大、投资高,而且分离方案泵站运行时间短,泵站设备长期属于待运行状态,维护管理费用高。为了将其合理地布置于厂房内,针对机组及减压调流阀的选型进行了研究,同时对本工程的运行特点以及水泵水轮机在本工程中的使用条件进行了分析,最终选取了将水泵水轮机机组、常规机组、供水阀布置于一个厂房的方案。此方案具有减少工程投资、提高机组效率、方便运行管理、提高调水灵活性等特点,可以为类似工程参考。     

大型混流可逆式机组“S”形特性的现场测试

“S”形特性影响到混流可逆式机组的空载并网、调相以及紧急停机等操作,对机组的安全、稳定运行非常重要.通过现场测试对宝泉抽水蓄能电站1号机组的“S”形特性进行了研究,获得了机组进入不稳定“S”区后的三导(上导、下导、水导)摆度、上下机架振动以及内部测点压力脉动的幅值及频谱特性,为深入认识混流可逆式机组的“S”形特性提供了依据.     

不同湍流模型在水泵水轮机内的适用性比较

随着抽水蓄能电站的兴建,水泵水轮机得到了广泛的应用.为了更加合理的探究水泵水轮机在不同工况下的水流运动状况,分别采用标准k-ε、RNG k-ε、SST k-ω及标准k-ω四种湍流模型进行数值模拟计算,主要对水泵水轮机在水泵工况下导叶开度为16 mm的运行工况进行全特性分析.通过对水泵水轮机进行扬程、效率、轴功率等计算,...     

水泵水轮机全流道“S”特性区数值分析

抽水蓄能电站在水电中扮演着极其重要的角色,其机组水泵水轮机的“S”特性区流动情况是研究的重点。以自主研发的某水泵水轮机为研究对象,根据模型试验结果的“S”特性曲线,选取其中小导叶开度的“S”特性曲线,结合SST k-w湍流模型,运用ANSYS-CFX软件对曲线上部分工况点进行了数值分析。数值分析工况包括水轮机工况、飞逸工况、制动工况和反水泵工况,通过计算得到了单位流量和单位转速的关系曲线,所得曲线与模型试验曲线较为吻合。计算结果表明：在制动工况和反水泵工况时,固定导叶、活动导叶和转轮区域内均存在较多的旋涡性回流,为较为不稳定的工况。转轮区域内流动速度极低,叶片中间位置有无规则性回流,相邻的两个叶片头部之间形成横向流动的水环,水环在离心力的作用下阻挡水流进入流道,从而大大减小了转轮的过流能力,这可能是导致水泵水轮机在制动工况下单位转速降低的重要原因。