无压引水隧洞水力过渡过程计算及试验研究

详细介绍了无压引水隧洞水力过渡过程计算的数学模型,给出了具体水电站工程的数值计算实例,并与水力模型试验成果进行了对比。电站丢弃负荷后,无压引水隧洞中的涌波过程与隧洞内的水工建筑物布置有密切联系,在无压引水隧洞中布置溢流堰是限制隧洞中涌波水位的有效工程措施,下游流量变化速率越大,无压隧洞中的涌波波峰越陡。数学模型计算与水力模型试验相结合是研究水电站无压引水隧洞水力过渡过程的有效途径,研究成果可以作为工程设计依据     

广州蓄能水电厂水工运行总结与思考

为改进设计，提高中国抽水蓄能电站的建设管理水平，从水库库容、地下厂房抗振、渗漏、排水，高压隧洞充排水和安全监测系统等方面全面总结了广州蓄能水电厂20年的经验总结和教训。结果表明广州蓄能水电厂水工建筑物设计运行基本合理，但仍有一些值得改进的地方。     

云南省昭通柏香林水电站引水隧洞设计

柏香林水电站是昭通洒渔河下游河段梯级的第二级电站,电站装机容量2×2．5万kW,引水隧洞总长8027m,主要介绍引水隧洞衬砌选择、水头损失的设计以及隧洞实施情况,并根据调整情况进行水损复核的结果。     

引水式小水电站隧洞设计方案优选系统及应用

鉴于小水电站发电引水隧洞的方案设计和比选对水电站工程造价的影响,为解决引水隧洞方案多、影响因素多、设计工作量大等问题,基于模块化系统开发思想,将隧洞设计分为5个计算模块,结合最小费用法建立引水隧洞的优选模型,并由Excel VBA 语言开发了引水隧洞方案优选系统。该系统在GYY水电站隧洞方案比选中的应用效果良好。     

蒲石河抽水蓄能电站1号引水系统化学灌浆施工

引水系统是抽水蓄能电站重要的组成部分。本文针对引水系统充排水试验过程中渗漏量较大的问题,采用化学灌浆的方式进行处理。施工过程中,严格进行质量控制,经现场监测试验结果比对,灌浆作用明显,达到了预期效果。     

白龙江碧口水电站

白龙江碧口水电站位于甘肃省文县碧口镇,是一座大型水利枢纽.它的主要任务是发电,兼有防洪、灌溉、漂木、航运和渔业等效益.碧口水电站为引水式发电站,装机三台,总容量30万千瓦,年设计能力为14.63亿度.布置有:拦河坝、溢洪道、左右岸泄洪洞、电站引水系统建筑物、引水隧洞、调压井、高压钢管、厂房、排砂洞、过木道和灌溉管道等工程.电站枢纽     

基于长引水明渠水电站水力过渡过程的运行调度研究

明渠非恒定流和有压管道水锤差异较大,导致长引水明渠水电站的过渡过程状态较复杂,特别是增负荷工况下,由于压力前池容积有限、长引水明渠波速较慢等原因,易出现前池或明渠低于最低运行水位,影响机组正常运行的情况,因此需要研究长引水明渠水电站的运行调度策略。以某长引水明渠水电站水力过渡过程为例,以增负荷时刻、压力前池水位等参数为基础,对电站的增负荷运行调度规则进行分析和总结,为类似工程提供了参考。     

金桥水电站

正金桥水电站位于那曲市嘉黎县尼屋乡境内,是西藏无电地区电力建设的重大项目,是西藏自治区"十二五"规划惠及民生的重点工程,也是西藏第一个采用地下厂房的水电站,同时是西藏第一个堆石混凝土重力坝。工程规模属三等中型,枢纽主要建筑物为三级。电站枢纽由泄洪冲沙闸、排漂闸、取水口、左岸土工膜防渗堆石坝、电站进水口、引水隧洞、调压室、压力管道和地下厂房等组成。金桥水电站正常蓄水位3245m,死水位3422m,总库容为38.17万立方米,具有日调节性能,电站装机容量66MW,设计装机利用小时数5407h,多年平均设计发电量3.88亿千瓦时。     

阶跃函数模型在龙江水电站压力钢管监测中的应用

针对金属结构安全是水电站引水系统安全稳定运行的关键问题,监测了云南省龙江水电站引水隧洞压力钢管在施工期及充水试验时钢板的应力情况,综合分析了钢板应力的变化规律,结合施工期及充水试验时钢板应力的变化特点,采用阶跃函数建立了钢板应力监控模型,并与传统的统计模型进行比较.结果表明,该模型精度明显优于传统统计模型,可准确反映引水隧洞在施工期及充水试验时压力钢管钢板应力状态,且能通过监控模型分析将安全监测结果与实际工况有机结合,提高了安全监测结果对实际工况的反馈效果.     

一种水电站隧洞检查专用水下机器人的研制及应用

针对水电站引水隧洞安全检查问题,研制了一种隧洞检查专用水下机器人,介绍了其系统组成、功能、性能和工作原理,利用该水下机器人系统在海南琼中抽水蓄能电站进行了现场检测试验,以检验水下机器人系统在真实隧洞环境内的作业能力。结果表明,隧洞检查专用水下机器人具备在水电站尾水主洞环境内进行隧洞检查作业的能力。     

抽水蓄能电站同发同抽水力特性VOF数值模拟

为了有效缓解电网突然出现的电力不平衡现象,同一个抽水蓄能电站不同水力单元机组同时分别发电及抽水运行,是对抽水蓄能运行及调度方式的一个重大创新措施。以某抽水蓄能电站上库为例,通过数学模型研究上库进/出水口在同发同抽工况下的库区水流流态、流道的水力特性、库区漩涡特性等水力参数的变化规律。结果表明,VOF方法可很好地模拟抽水蓄能同发同抽过程;同发同抽工况下,库区内进出水口附近局部水流流态与单向运行工况基本一致,但是两进/出水口之间形成连通的水流通道,库区内形成大范围横向流动,致使抽水单元大部分水流再次进入发电单元。     

含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站优化调度

为提高梯级水电站调度运行效益、优化水库水位变化过程、减少弃水,考虑湖北省某流域梯级水电站规划新增混合抽水蓄能电站,将抽水蓄能机组作为水电站发电备用机组或利用其抽水工况实现梯级水电站年发电量的最大化。针对不同来水频率下服从皮尔逊Ⅲ型分布的天然入库,提出逐步优化算法(POA)与水位廊道耦合方法,求解含混合抽水蓄能的梯级水电站调度模型,能有效保证在多约束条件下构建发电量最大的中长期调度规则。算例结果表明,新增混合抽水蓄能电站后不仅可增加本级水电站发电量,还可提高抽水发电转换效率、减少弃水,为梯级水电站规划新增抽水蓄能电站提供参考。     

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。     

风电和抽水蓄能电站参与下的机组组合优化问题研究

为研究风电并网环境下考虑抽水蓄能电站在内的机组组合问题及系统最优调度策略,从系统角度出发,以运行成本最小化建立目标函数,结合各类电源的技术特性和系统的运行实际建立约束条件,并利用混合整数算法对模型进行优化计算。通过10机组系统的算例分析,得出常规火电机组、风电以及抽水蓄能电站的最优调度策略。运行结果表明,抽水蓄能电站参与系统运行有提高风电并网水平、减少火电机组的燃料成本和启停成本、可使电网负荷曲线趋于平稳三方面的效益。     

某抽水蓄能电站首次泵工况启动关键因素的数值分析

根据某抽水蓄能电站实际水力布置情况,在分析其上库的实际充水特点和引水隧洞中明满流交替的水力特征的基础上,建立相应数学模型,采用特征隐式格式法求解有压管道非恒定流方程,优化了机组首次泵工况运行时的导叶开关规律及球阀关闭规律等关键因素,并利用优化后的关键因素对泵工况进行了大波动过渡过程计算,结果具有合理性。     

水泵水轮机“S”特性区的流动机理及研究进展

水泵水轮机作为抽水蓄能电站中实现能量转换的核心部件,也是抽水蓄能技术国产化过程中的关键。本文介绍了水泵水轮机近几十年国内外的研究发展现状,针对水泵水轮机由于结构的特殊性在"S"特性区内低水头运行时常发生机组并网困难或者在甩负荷过程中水压异常上升的问题,通过描述"S"特性区的形成机理并从形成机理、设计方法、研究方法和流道内部不稳定流动特性等方面入手分析了现有相关研究中存在的问题,总结了"S"特性区对抽水蓄能电站的不利影响及其相对成熟的预开导叶法,并且认为今后的研究重点为优化水力设计。     

抽水蓄能电站上库侧式进/出水口数值模拟

进/出水口是抽水蓄能电站输水系统的重要组成部分,其水力性能直接关系到抽水蓄能电站的运行和经济效益。利用CFD软件,对某抽水蓄能电站上库四孔侧式进/出水口进行数值模拟计算,模拟其在不同库水位、不同运行工况下的水力特性,包括水头损失、通道中流量分配及流速分布情况。结果表明,该方法得到的数值模拟结果均符合客观规律,与物理模型试验结果具有较好的一致性和精度,可实现对抽水蓄能电站上库侧式进/出水口水力特性的预测,对指导实际工程建设具有一定意义。     

抽水蓄能电站同发同抽工况下漩涡特性的研究

为探究抽水蓄能电站同发同抽工况的可行性,对某抽水蓄能电站进行物理模型试验研究发现,当电站最低淹没深度满足Gordon公式的要求时,在同发同抽工况下侧向进水口前观测到尺度和强度较大的立轴漩涡。通过分析对比单个水力单元单向发电工况与同发同抽工况的库区流态,得出在同发同抽工况下,抽水侧水体形成的沿岸回流与发电侧表面横流相互挤压后汇聚,对涡核区域水体施加附加剪切力,从而导致回流流速持续增大,产生吸气漩涡。针对产生漩涡的水动力学条件,提出抬高死水位和在进/出水口上方平台加设隔墙两种方案,达到消除同发同抽工况下的吸气漩涡的目的。研究成果可为抽水蓄能电站同发同抽工况研究提供参考。     

洪屏抽水蓄能电站地下厂房洞室群渗控措施效果评价

洪屏抽水蓄能电站地下厂房地质条件复杂,洞室较多,为检验现有的防渗排水措施的预期渗控效果,利用改进的节点虚流量法求解有自由面的无压渗流问题,采用改进的排水子结构法模拟排水孔,通过计算正常运行工况、降雨入渗、改变排水孔间距等控制性因素,分析了不同条件下地下厂房渗流场的工作状态。结果表明,现有的防渗排水系统合理,可达到预期渗控效果。     

基于MIKE FLOOD的深圳市机场排涝泵站工程设计及运行模拟

为有效提升排涝泵站设计精度和操作适用性,以深圳市机场排涝泵站为例,基于MIKE FLOOD构建耦合了雨水管网、河道、泵站等工程设施的综合系统模型,对排涝泵站上游河道沿程水位的变化及排水需求进行模拟分析,并基于计算结果确定了泵站的设计规模及调度方式。结果表明,利用数学模型对排水系统进行适当概化和仿真模拟,基于设计降雨情景可对排涝泵站规模和运行规则进行精确地设计计算,可为城市排涝泵站工程设计提供技术借鉴。