水电站水力干扰稳定性研究

针对水电站水力干扰过渡过程，明确其目标参数、限制条件、评价方法和控制工况，探讨引水发电系统不同。管道布置形式对水力干扰的作用，为水电站设计和运行提供有参考价值的科学依据。图3幅，表3个。     

抽水蓄能机组水力干扰试验及预测研究

水力干扰分析是水电站水力过渡过程分析的重要组成部分。本文结合某抽水蓄能电站系统,介绍了电站并网运行方式对水力干扰的影响,并根据水力干扰试验情况,进行同等边界条件下的仿真计算。并且文章也对极端控制性工况进行预测,为该电站的安全运行提供依据,并为类似工程的设计与计算提供参考。     

抽水蓄能电站过渡过程蜗壳压力设计研究

为了深入研究抽水蓄能电站过渡过程蜗壳压力设计,对多家设计院和抽水蓄能电站进行了调研。研究结果表明,蜗壳设计压力比以往设计均有提高,原因为现场实测结果与设计结果偏差较大。实测结果压力脉动大,而压力脉动大的原因与水泵水轮机的水轮机运行区域范围过于靠近S区或位于S区的正上方有关。本文建议水轮机运行区域范围距离S区有一定的距离。     

水泵水轮机比转速与空化系数统计分析

在抽水蓄能电站建设前期阶段,通常会根据经验公式计算确定机电设备的关键参数。为了保证新建电站的先进性及经济性,经验公式的先进性尤为重要。基于此,统计了近20a已建及拟建的48座抽水蓄能电站数据,运用最小二乘法进行数据拟合,得到了关键参数比转速及空化系数的新经验公式,并对比分析了新、旧经验公式应用于所有电站数据和已投产电站数据的误差平方和。结果表明:采用新公式计算的48个样本电站的水轮机工况比转速、水泵工况比转速、空化系数3个参数所得的最小误差平方和比误差最小的现行经验公式误差低75%、8%、77%;采用新公式计算已投产电站的误差平方和比误差最小的现行经验公式误差低70%、4%、66%。以仙居电站为例,对预估参数的可靠性进行了对比,证实了拟合新公式的准确性最高,应用于已建电站的误差更小,表明在抽水蓄能电站前期建设阶段使用新拟合的公式预估机电关键参数更为合适。     

基于经验模态分解的蓄能机组甩负荷压力数据处理

针对水电机组甩负荷过程中关键压力测点极值计算方法不能体现甩负荷过程压力测点变化趋势及脉动情况的缺点,采用经验模态分解方法对甩负荷过程数据进行处理,提出了趋势提取的准则,并以蜗壳进口压力为例成功提取了压力测点的趋势及脉动情况。研究结果表明,采用经验模态分解方法对甩负荷过程中的压力测点数据进行处理,结合相关系数准则可有效获得压力测点的趋势项和脉动项;趋势项与调保计算结果具有一致性,因此可采用趋势项对调保计算模型的有效性进行验证;应加强对压力脉动项的研究,以修正调保计算结果,使结果更加准确。     

抽水蓄能电站过渡过程双软件反演分析

抽水蓄能电站作为电网的有效调节工具,需要频繁地通过过渡过程工况转换等来满足电网需求,过渡过程的稳定性是影响安全运行及电网质量的重要因素.目前业内要求在电站建设的每个阶段均需要根据当前阶段的具体参数开展过渡过程计算分析.为提高计算分析的准确性,对过渡过程现场实测数据与计算数据的对比分析是非常有必要的.通过这种反演分析方法对电站过渡过程实测数据与计算软件的结果进行了详细对比,验证了前期广泛采用的两款过渡过程软件SIMSEN及浪淘石计算结果的可靠性,形成了适用于抽水蓄能电站的过渡过程反演分析技术,并总结了造成计算与实测之间差异的主要原因.研究成果可为进一步促进过渡过程计算的准确性,保障电站过渡过程的安全性提供有效参考.     

并联引水发电系统等效简化水击计算

为加快电站输水系统初期设计阶段"一洞多机"的并联引水发电系统同时甩负荷工况的数值建模和水击计算进度,从管道水击方程和水轮机组边界条件入手,推导了并联支管和并联水轮机组水击计算的等效简化关系,从而实现将"一洞多机"的并联引水发电系统等效简化为"单管单机"的简单系统。通过算例和工程实例对比分析了等效简化前后的水击计算结果,检验了简化模型的可靠性和精度。结果表明:等效简化后尾水管进口最小压力水头的最大相对误差小于5%,蜗壳最大压力水头和机组最大转速上升率等调保参数最大相对误差均小于2%,能够满足初期设计阶段水击计算的精度要求。     

某抽水蓄能电站顶盖螺栓断裂原因分析

某抽水蓄能电站的顶盖螺栓发生断裂,通过螺栓断口分析可以发现,大部分螺栓存在疲劳裂纹, 疲劳裂纹均起源于螺纹根部,裂纹源形成的尖端应力集中使螺栓发生断裂。为了分析螺栓断裂的原因,对螺栓的直径进行复核计算,通过计算可以发现,在满足预紧要求的前提下,螺栓的直径偏小,其疲劳强度计算安全系数偏小是螺栓发生疲劳破坏的根本原因。通过增大螺栓直径可以既满足螺栓设计预紧要求,也满足螺栓的疲劳设计要求。     

基于等熵原则的抽蓄电站过渡过程压力数据分析

水力机械过渡过程试验是调节保证计算模型验证的有效途径。长期以来,过渡过程压力数据处理由于缺乏相关标准的指导,测试结果与调节保证模型计算之间往往存在显著偏差。针对这一问题,本文引入排列熵和经验模态分解方法对数据进行处理,建立了压力数据处理的等熵准则:首先对实测压力进行经验模态分解,获得各阶本征模态函数;其次按熵增过程,由高阶向低阶逐步合成,直至获得与调节保证计算结果具有一致排列熵的试验数据;最后采用等熵数据进行调节保证计算模型验证。案列研究表明:结合经验模态分解方法的等熵准则可以有效获得水力机械过渡过程中压力数据的趋势项,实现调节保证计算模型的评估。     

抽水蓄能机组顶盖漏水原因分析

针对某抽水蓄能机组顶盖出现的漏水现象,对其在各个运行工况下的顶盖螺栓总载荷及残余预紧力进行了计算。由计算结果可以发现,由于在个别工况下残余预紧力小于0,导致了顶盖漏水,通过调整螺栓的伸长量,使得残余预紧力大于0,漏水现象得到了改善,但是预紧安全系数仍无法满足相关标准的要求。为此,进行了认真分析和复核。结果发现:在现有螺栓数量的基础上,通过增加预紧力虽然可以提高预紧的安全系数,但同时也得螺栓的总载荷增加,降低材料的安全系数,增加了螺栓断裂的可能性。针对新问题制定了相应的措施,即将螺栓小径由36 mm增加至52 mm后,通过增加预紧力提高预紧安全系数,保证螺栓连接的紧密性,村料的安全系数也得到了保证。改进后的螺栓在机组运行过程中服役安全。