可逆式机组导叶和进水球阀协联关闭规律研究

可逆式机组水力过渡过程分析与控制是保证抽水蓄能电站安全稳定运行的主要因素。本文以清远抽水蓄能电站导叶关闭规律和进水球阀协联关闭规律的研究为例,基于数值模拟研究机组导叶和进水球阀关闭规律对抽水蓄能机组水轮机工况水力过渡过程的影响,同时结合现场试验数据进行验证分析,模拟可逆式机组及其水力机械系统的水力过渡过程。结果表明:为使抽水蓄能机组调保参数满足要求,应选择合适的导叶关闭时间和关闭规律;进水球阀折线关闭比传统直线关闭更有利于改善抽水蓄能机组水力过渡过程;机组导叶正常关闭时,调保参数比导叶拒动更能满足控制要求。     

抽水蓄能电站可逆机组三段折线关闭规律研究

根据可逆机组独特的过流特性,对原有可逆机组三段折线关闭规律进行了改进,将第2个折点位置改为由机组最大转速上升信号反馈值来决定。在某种意义上来说,这样不仅可以实现多工况的导叶关闭规律优化,而且也可以实现同一工况下不同机组的导叶关闭规律优化,能有效地避免抽水蓄能电站机组由于导叶关闭与转速上升的联合作用所引起的过大水锤现象。     

白莲河抽水蓄能电站首台机组低扬程下水泵工况抽水断电水力过渡过程研究

通过建立抽水蓄能机组水泵工况抽水断电的数学模型,结合白莲河电站特殊的上库—前池边界条件,研究抽水蓄能电站首台机组低扬程下水泵工况抽水断电的水力过渡过程,探讨上库(前池)水位变化和导叶关闭规律对水力过渡过程的影响。     

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。     

抽水蓄能电站上调最高水位控制工况

在抽水蓄能电站水力过渡过程计算中，可逆机组满功率抽水全失电导叶紧急关闭工况是一个值得重视的水力过渡过程计算工况．以浙江省溪口抽水蓄能电站为例，比较计算了可逆机组满负荷发电全弃荷导叶紧急关闭和满功率抽水全失电导叶紧急关闭两种过渡过程工况的上游调压室最高水位控制值，并分析了有关参数（如输水道水头损失系数、竖井面积、上室面积、引水隧洞长度）变化对该控制值的影响关系．计算及分析结果表明，满功率抽水全失电导叶紧急关闭工况有可能成为上调最高水位的控制工况．     

抽水蓄能电站不同水头下导叶关闭规律研究

针对可逆机组过渡过程过流特性,通过计算分析,优选出以不同水头为基准下适合的导叶关闭规律。通过比对水轮机工况甩负荷情况下过渡过程参数变化及合理程度,得出结论:对于400 m以上水头的抽水蓄能电站宜采用一段直线关闭规律;300~400 m之间水头的抽水蓄能电站宜采用直线关闭或延时直线关闭规律;在300 m以下水头的抽水蓄能电站宜使用先快后慢两段折线关闭规律。     

抽水蓄能电站过渡过程数值仿真研究

根据有压管道非恒定流数学模型和特征线法,对某抽水蓄能电站3、4号机组双机甩负荷过渡过程进行了研究,将计算结果与试验实测数据进行了对比,证实了数值仿真的可性性;对机组水泵工况正常运行时突然断电的特殊过渡过程进行模拟,计算出导叶不同有效关闭时间下机组蜗壳末端动水压力等关键数据,据此分析出导叶最佳关闭时间。     

抽水蓄能机组水泵断电过程中的机组反转问题

与常规机组相比,抽水蓄能机组具有水泵断电的工况,水泵断电时受导叶关闭规律和机组特性影响,经常要面临机组反转问题。以洪屏抽水蓄能电站为例,针对水泵断电时机组是否需要反转,反转是否有利于抽水蓄能机组的运行,以及反转时机组转速上升率对抽水蓄能机组运行的影响进行研究。利用水力机组过渡过程模拟计算和原型试验的方式,对机组30%反转和100%反转的工况进行研究。结果表明:两种工况下机组的控制参数均满足要求;综合考虑通流系统压力极值、材料应力极限、压力脉动等因素,100%反转工况优于30%反转工况;在反转转速不超过额定转速时,机组反转的转速越高,越有利于机组水泵断电工况的过渡过程要求。     

抽水蓄能电站过渡过程计算中的几个问题探讨

着重介绍抽水蓄能电站过渡过程（即瞬变流）计算中所碰到的一些问题的处理。首先介绍了哪些工况是控制压力极值，机组转速升高极的控制工况及天荒坪抽水蓄能电站初步设计阶段的计算实例；其次介绍了影响压力极值及机组转速升高极值的影响因素，为输水道及机组导叶关闭规律设计优化指明了方向。     

抽水蓄能电站调节保证设计的控制参数取值分析

基于西北地区3个典型抽水蓄能电站输水发电系统的调节保证设计成果,对抽水蓄能电站调节保证设计中的3个主要大波动控制参数——机组最大转速、蜗壳最大压力和尾水管最小压力的计算控制标准进行了分析,并结合中国现行规范有关要求,对高水头、高转速抽水蓄能电站在设计工况和校核工况的控制参数取值进行了初步探讨。     

抽水蓄能电站引水系统布置方案对水力过渡过程影响

平江抽水蓄能电站可研阶段引水系统采用两级斜井方案,招标设计阶段为研究一竖井一斜井布置方案的可行性,针对一竖井一斜井布置方案进行过渡过程复核计算分析,重点关注输水系统上平段最小内水压力,同时关注蜗壳进口最大压力上升值、尾水管进口最小压力下降值及机组转速最大上升率等参数,为了寻求关闭规律与上平段末端最小内水压力的关系,对导叶关闭规律进行了优化和敏感性分析。针对一竖井一斜井及两级斜井的引水系统布置方案对水力过渡过程的影响进行了对比分析,供后续抽水蓄能电站提供参考和借鉴。     

抽水蓄能电站过渡过程特性及调节控制研究综述

简要介绍水力机组过渡过程特性及阀调节理论研究概况和进展 ,针对抽水蓄能电站的特点 ,重点分析和讨论了可逆式水泵水轮机全特性曲线的处理方法和机组导叶运行规律的优化问题 ,对各种优化导叶运行规律方法进行了比较评价 ,并就抽水蓄能电站工况调节过渡过程问题提出了研究方向和目标 .     

溧阳抽水蓄能电站进水球阀动水关闭试验

水电站进水球阀需在最不利的情况和最大流量下都能动水关闭,为验证进水球阀动水关闭能力,选择溧阳抽水蓄能电站6号机组进行了球阀动水关闭试验。结果表明,球阀在导叶不关闭的情况下能够可靠关闭,且球阀及相关设备未产生有害变形和损坏。     

变速抽水蓄能机组运行转速对水泵断电工况的影响规律研究

【目的】变速运行技术是抽水蓄能行业重要的发展新方向，为了研究变速抽水蓄能机组不同初始运行转速对水泵断电工况的影响规律，【方法】分别对变速抽水蓄能机组在不同初始转速下发生水泵断电的导叶关闭和导叶拒动工况进行数值模拟，分析了该水力过渡过程中各关键物理量的变化规律、调节保证极值以及工况点轨迹演变规律。【结果】结果显示：变速抽水蓄能机组在允许的初始运行转速变化范围内(96%～108%)发生水泵断电。若导叶关闭，则该算例机组的蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围分别在2.20%、3.28%、5.20%以内，不同初始运行转速对应的工况点轨迹线前期差别较大，而在进入水泵制动工况后的过渡过程中则接近重合。若导叶拒动，则不同初始转速对应的工况点轨迹线均与导叶初始开度的等开度线重合。【结论】结果表明：不同初始转速对应的流量和力矩在后续的过渡过程中的变化规律和变化幅值近似，蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围均小于导叶关闭情况下相应的变化范围，分别在1.13%、2.98%、0.4%以内。研究成果可为我国变速抽水蓄能机组的实际投运提供一定技术支持。     

抽水蓄能电站导叶开启规律分析

河南宝泉抽水蓄能电站首台机组在调试过程中,结合机组模型试验报告,进行了高水头下水泵水轮机非同步导叶的开启规律特性试验,并深入的进行了机组振动、摆度等稳定性剖析,对于抽水蓄能电站的机组在"S"不稳定区域的控制规律进行了重要的研究。     

大型抽水蓄能机组同步控制回路设计

鉴于大型抽水蓄能机组运行工况和工况转换多而复杂,涉及到机组同步并列的工况转换也较多,机组同步控制须考虑机组各种运行工况下的需求,同步控制回路设计既要提高回路可靠性,更要保证控制安全性,论述了大型抽水蓄能机组同步方式及同步点选择、控制回路设计原则,机组同步控制过程等内容,并给出一个典型抽水蓄能电站的同步控制设计。     

抽蓄机组进水阀突然关闭机械事故停机逻辑分析

抽水蓄能电站进水阀是作为机组水泵工况启动、机组调相、机组正常停机时截断水流的设备;在机组检修时隔离机组与上游水道,保证检修安全与其他机组的正常运行;停机时减少机组漏水量和缩短重新启动时间;当机组发生故障时,迅速关闭球阀,截断水流,防止发生飞逸事故;投产初期,用做未投产机组压力钢管的堵头,保证厂房安全。由于球阀具有良好的密封性能,抽水蓄能电站多选择球阀作为进水阀。目前黑麋峰公司机组球阀突然关闭停机流程通过逆功率保护实现,未实现机组发电或抽水运行过程中球阀突然关闭后机组走机械事故停机流程。通过逆功率保护实现停机,机组走电气事故停机,且保护动作停机时间较长,不利于机组安全稳定运行。为提高机组安全运行性能,拟增加相应机械事故跳机逻辑,完善机组稳态运行过程中球阀突然关闭后机组走机械事故停机流程功能。对此,笔者结合电厂实际需要,对机组进水阀突然关闭停机逻辑进行简要分析,并提出处理建议。     

抽水蓄能电站首台机组整组启动的安全与技术问题

对白莲河抽水蓄能电站首台机组水泵工况启动的安全与技术问题进行了研究,分析了我国抽水蓄能电站首台机组启动的经验,提出了白莲河抽水蓄能电站首台机组启动调试过程中应该重点关注的试验项目,及对关键试验点控制的建议。     

乌龙山抽水蓄能电站水力过渡过程初步计算

抽水蓄能电站水力过渡过程计算比常规引水电站复杂得多。本文以乌龙山抽水蓄能电站过渡过程计算为例介绍了有关工况选择及水力计算结果，对导叶关闭规律及“GD^2”值敏感性也作了分析，可供类似工程借鉴。     

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。