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.     

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。     

特大型机组飞轮力矩GD2与导叶关闭规律的关系研究

特大型机组飞轮力矩的取值对调节保证参数以及系统稳定性有着重要的影响。该文结合某高海拔地区水电站工程实例,建立仿真模型,研究特大型机组飞轮力矩取值与不同导叶关闭规律之间的关系。结果表明：导叶选取直线关闭规律时,受转速升高控制,特大型机组飞轮力矩都存在一个最小临界值;而在折线关闭规律下,高海拔地区电站的尾水管进口最小压力受规范约束条件的限制,其飞轮力矩的取值同样受限。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

水轮机导叶关闭过程的探讨研究

为了充分揭示水轮机导叶不同关闭过程对水轮机甩负荷过渡过程的影响,选择导叶两段关闭规律,针对第一段关闭时间、第二段关闭时间和导叶位置拐点开度,探讨这3个关键参数对机组转速变化和蜗壳水压力变化的影响,对工程实例进行计算分析,得出了导叶两段关闭过程的规律并进行了优化。合理的水轮机导叶两段关闭过程可以有效的解决机组甩负荷时转速升高和蜗壳水压上升这一矛盾,从而更有利于提高水电站运行的稳定性和安全性。     

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。     

导叶关闭规律和尾水调压室对尾水管真空度的影响

尾水管真空度一般由动力真空、静力真空以及尾水管进口负水击压力三部分叠加而成。着重探讨了不同导叶关闭规律和尾水调压室的不同型式、尺寸对尾水管真空度的影响，并以国内某大型水电站的计算实例作为参考验证。     

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.     

绩溪抽水蓄能电站调速器导叶关闭时间调整及试验验证分析

本文介绍了绩溪抽水蓄能电站调速器分段关闭装置结构、工作原理及导叶关闭时间调整方法。通过对甩负荷试验数据分析,验证了高水头电站采用“先慢后快”关闭规律的可靠性,试验数据完全满足调节保证计算要求。为同类型电站分段关闭装置的设计选型提供了参考。     

浅析水轮机导叶两段关闭规律的选择

针对水轮机导叶不同关闭规律对水轮机组水力大波动过渡过程有很大影响,探讨了导叶两段关闭规律及影响过渡过程的三个关键因素(即第一、二段关闭时间和导叶拐点开度),以雷家山电站机组为例,分析了两段关闭规律并进行了优化计算.结果表明,水电站设计中合理选择水轮机导叶关闭规律是解决机组甩负荷时转速和蜗壳水压上升值矛盾的有效方法之一.     

引水式电站过渡过程研究

随着水电发展逐步成熟,水电事业也开始向山区河流发展,促进了中小型水电站数量的增加,因此引水式电站过渡过程的研究已经引起了广泛的关注.概述了引水式电站过渡过程的研究内容和研究现状,以及过渡过程中遇到的主要问题和主要改善措施,同时针对不同类型的调压室,就调压阀和导叶关闭规律在引水式电站过渡过程中的应用作了详细论述,通过实例针对不同类型的引水式电站简要分析了其选择条件、注意事项以及设置过程.     

一种新型两段关闭装置的设计与应用

水轮机导叶两段关闭是抑制甩负荷时发电机组转速与水压升高的最经济有效的措施之一。传统的两段关闭装置管路复杂,渗漏点多,安装、调试十分不便,且其采用滑动活塞结构,容易造成活塞卡塞,出现拒动,威胁水电站安全运行。提出一种新型的两段关闭装置,采用独特的设计和标准的液压元件,克服了上述缺陷,实现了产品标准化,且成本大大降低。电站运行表明：该新型的两段关闭装置功能完善、安装调整方便、可靠性高。     

长引水道系统调压室体型与导叶关闭规律优化

针对水电站长引水道系统机组导叶的关闭规律,根据涌浪压力及水锤压力的不同性质,提出了合理统筹调压室断面面积、阻抗孔口尺寸、关闭时间三者的优化方案。同时指出在可研阶段优化导叶关闭规律存在较多的不确定性因素,还应结合关闭规律的敏感性分析以得到一个鲁棒性较好的关闭规律。     

官地电站水轮机导叶漏水量试验研究

鉴于导叶漏水量是评定中高水头大型水轮机制造、安装和检修质量的重要指标之一,结合官地电站实际情况,利用计算机数据采集系统,分别采用斜井法和通气孔法对官地电站#2水轮机机组导叶漏水量进行测试。两种方法测试结果均表明,官地电站#2水轮机机组导叶漏水量满足国家标准要求。     

基于CFD的轴流泵后置导叶水力性能分析

为了解轴流泵后置导叶的水力性能,基于RNG湍流模型,采用计算流体动力学CFD软件Fluent,应用SIMPLIEC算法对轴流泵模型装置全流道进行了数值模拟,分析了四种不同流量下导叶体的内部流动特性,研究了导叶的水力性能。结果表明,导叶的水力损失随流量的增加先减小后增大;在设计流量处导叶水力损失最小,导叶压力转换能力最好;小流量下叶轮进出口处水流流态紊乱,导叶流道内出现漩涡回流,是导致导叶水力损失较大的主要原因;大流量下叶轮出口水流轴向速度较大,水流导叶进口边撞击将导致导叶体水力损失增加,水力性能下降。