导叶关闭规律对抽水蓄能电站过渡过程的影响

为了研究机组导叶关闭规律对抽水蓄能电站过渡过程的影响,现以国内某抽水蓄能电站为例,对比分析了延时直线关闭规律较传统的直线关闭和折线关闭规律的优点,并对延时时间Tm和总有效时间Ts进行了大波动过渡过程分析。研究表明:延时直线关闭规律在降低蜗壳压力上升方面效果更加显著,并且该方法只有两个控制因素,易于优化处理。最后为该抽水蓄能电站提出了较优的导叶关闭方案。     

基于ANN的抽水蓄能电站建模与过渡过程优化

对大型带长引水管道的抽水蓄能电站机组调节系统进行了建模与过渡过程调节参数优化的研究.依据某抽水蓄能电站的具体参数,利用Matlab/Simulink对其机组调节系统建模,其中长引水管道系统采用弹性水击模型以较准确地反映较长压力管道内的水力振动特性,然后利用BP和RBF神经网络训练水泵水轮机特性参数,以获取较精确的水轮机模型,从而避免用插值法处理密集、交叉现象严重的水泵水轮机“S”特性曲线带来的误差.基于所建立的仿真模型,引入改进正交试验法对其空载频率扰动、负荷扰动及甩负荷过渡过程进行调节参数优化.结果表明,所建立的调节系统仿真模型可以在一定程度上反映机组的实际特性,并且改进正交试验法在机组调节系统过渡过程仿真试验参数优化中取得了很好的效果.本研究对大型抽水蓄能机组调节系统建模仿真具有一定的指导意义,为实际运行中机组过渡过程优化控制提供了理论依据和技术参考.     

尾水洞设置通气孔对明满流过渡过程的影响

结合水工模型试验和基于VOF的数值模拟,对与导流洞相结合的尾水洞中发生的明满流过渡过程的水力特性和通气孔的作用机理等进行了研究。通过模型试验,分析了尾水洞设置通气孔对尾水系统过渡过程的影响,优化了通气孔的布置。通过数值模拟得到了尾水洞发生明满流时,部分监测点的压力变化过程曲线和监测断面的流量变化过程及通气孔的风速变化等,验证了通气孔减缓明满流的作用,并对通气孔的尺寸进行了优化分析。相关研究方法可以供类似工程参考。     

尾水管长度对调压室阻抗孔尺寸影响研究

尾水调压室是具有长有压尾水管道水电站的重要水工建筑物,其布置形式主要为阻抗式,选择合理的阻抗孔口尺寸对于充分发挥调压室水力性能具有重要的意义。根据调压室规范给定的阻抗式调压室阻抗孔尺寸的选择准则,采用特征线法结合FORTRAN语言编写程序,模拟并分析了不同尾水隧洞长度对尾水调压室阻抗孔尺寸选择的影响。结果表明:在一定范围内,尾水调压室下游的有压管线长度越长,隧洞水压力会有所增加,尾水调压室水位波动也会加强,而尾水进口到尾水调压室的距离影响不大。当尾水道总长度一定时,尾调越接近下库,所需阻抗孔尺寸越大。结论对工程实际具有一定指导意义。     

佛子岭抽水蓄能电站天然河道与人工尾水洞并联研究

低水头长尾水水电站特别是抽水蓄能电站,尾水洞水头损失大,严重影响了水电站效益,笔者在佛子岭抽水蓄能电站设计中利用天然河道与尾水隧洞并联,减小了尾水隧洞的水头损失,增加了水电站发电量,减小了抽水用电量,预期取得可观的效益。     

抽水蓄能机组特性曲线对电站水力过渡过程的影响

为了研究抽水蓄能机组特性曲线对过渡过程的影响,采用三组比转速接近的已建电站的特性曲线对某电站进行了水力过渡过程计算分析。通过对比计算发现：减小飞逸曲线与机组运行轨迹线交点的单位转速,有助于降低机组最大转速上升率。初始工况点应选在特性曲线相对平滑的地方,有助于减小机组在过渡过程中的流量变化,降低蜗壳进口最大压力。“s”特性斜率变化率越小,整体越平滑,尾水管进口最小压力越高。可以为项目前期选择合适的转轮提供理论依据。     

响水涧抽水蓄能电站工程对植被的影响研究

本是在课题产地调查的基础皮响水涧抽水蓄能电站工程建设规模和工程区植物资源的现状为依据，论述了电站工程的兴建对本区植被的影响，并就如何减少植破坏、防止生态失衡提出了建议。     

小型抽水蓄能电站的探讨

近几年来,我目小水电建设发展速度很快,随着出现了小水电与大电网的矛盾,尤其是小水电与水电比重大的大电网矛盾。这是由于绝大多数的小水电是无调节或调节性能比较差,保证电能相当低,不能满足全年正常供电。在枯水期或高峰负荷时缺电,地方小工业与全民大工业争电;而在丰水期小水电站与大中型电站争供季节性电能。例如福建省闽清县的小水电站总数200余座,并网的50余座。其中绝大多数为无调节,1980年的年平均利用小时数低于3000小时。如小水电站在汛期满发时,日发电量可达30万度,但该县小电网日用电量只有15万     

混合式抽水蓄能电站对下泄水温影响的数值模拟研究

[目的]混合式抽水蓄能电站运行特性与常规电站相比存在差异,本文旨在掌握抽水蓄能电站水温的变化规律,为水库管理调度提供参考.[方法]以紧水滩水库为研究对象,采用MIKE3水温模型模拟不同进/出水口高程以及不同抽水流量工况的下泄水温,据此探讨混合式抽水蓄能电站对下泄水温的影响.[结果]抽蓄水流会对下泄水温产生影响,相对于现状无抽水工况的下泄水温,抽蓄工况下的下泄水温基本表现为5-9月略有下降,其余月份略有升高,下泄水温的最大降幅不超过0.7 ℃,最大升幅不超过0.8 ℃.[结论]进/出水口高程对于下泄水温影响较大,且高程越低,下泄水温差异越大.然而抽水流量对于下泄水温差异影响并不显著,但整体上也呈现出随着抽水流量增加,水温差异增大的趋势.     

圆形断面明满流尾水系统水力过渡过程研究

为了研究圆形断面明满流尾水隧洞的适用性,本文采用基于改进的虚拟狭缝法一维计算以及基于CFD和VOF模型的三维计算方法,对比了圆形断面与城门洞型断面尾水系统在大波动过渡过程中的水力特性。结果表明,两种断面形状的尾水隧洞明满流分界面波动包括退水、平槽、壅水三个过程,两种断面在水力特性方面并无明显差异。明满流尾水系统明满流界面呈明显的三维波动,三维计算具有明显的波前现象。明满流界面的移动伴随着洞顶气囊的产生、发展、破碎与溃灭,但本文体型的尾水洞洞顶气囊破碎时未产生明显的冲击压力,不会对结构产生较大影响。因此,圆形断面尾水系统在明满流工况下无不利流态,可应用于工程实践。     

T形三通管计算模型对尾水进口压力和调压室涌浪的影响

针对含尾水调压室的抽水蓄能电站,以特征线法和瞬变流理论为理论基础,在考虑尾水调压室长连接管水体惯性作用及管壁弹性的基础上,在T形三通管节点处分别建立了基于恒定局部水头损失系数、Gardel公式、试验资料的3种计算模型.结合工程实例,应用T形三通管节点处的3种计算模型对水电站的过渡过程进行了数值模拟;采用Gardel公式和试验资料,计算了过渡过程中不同时刻点的局部水头损失系数,研究了不同计算模型对尾水进口压力水头和涌浪水位的影响.结果表明:基于恒定局部水头损失系数的计算模型其阻抗作用最小,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最大;基于试验资料的计算模型其阻抗作用最大,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最小;基于Gardel公式的计算模型次之.     

超长引水隧洞上下游双调压室电站水力过渡过程计算研究

为研究长引水隧洞水电站的运行稳定性,结合巴基斯坦Neelum Jhelum水电站,建立了封闭管道不定常流动模型,给出了水轮发电机组以及阻抗式调压井的边界条件,优化了机组导叶关闭和启动规律,根据优化结果,进行了过渡过程计算分析,计算表明:选定的机组参数和导叶关闭规律既能满足引水系统在极端工况下甩负荷的要求,也能满足机组负荷调整时转速的稳定性要求,还能满足机组并网后负荷变化时对稳定性的要求,为电站引水系统的设计提供了参考依据,也为电站后期经济、安全优化运行提供了理论依据。     

混合式小型抽水蓄能电站的机电设计

位于广东省乐昌市境内的东洛水库电站，设计为两台2000kW的常规水轮发电机组和一台4000／5000kW水泵水轮机组，是广东省第一座小型抽水蓄能电站。在电站的机电设计尤其是蓄能机组的设计过程中，借助四川省寸塘口小型抽水蓄能电站的经验，并结合本站的具体情况，解决了设计中的几个主要技术问题。     

温度荷载对抽水蓄能电站蜗壳与外围混凝土传力的影响研究

在抽水蓄能电站中,由于蜗壳直径相对较小,温度变形引起的传力变化相对于大尺寸的厂房蜗壳更为显著。本文以某抽水蓄能电站为例,通过蜗壳大体积混凝土结构施工和运行过程的温度场与温度应力仿真计算,分析温度变形对蜗壳与外围混凝土间隙及传力的影响。研究表明：冬夏之间的平均传力相差大;相对于通常不考虑温度影响时的设计传压比例,运行期夏季传递给混凝土的压力明显增加,造成混凝土的实际受力大于设计值,增加混凝土开裂风险;结构设计中,应结合实际工程的具体情况,充分考虑温度荷载的影响,通过模拟施工和运行过程的三维有限元仿真分析,获得合理的蜗壳及其外围混凝土的承载比例。     

溢流孔直径对轴流泵系统过渡过程的影响

沿海泵站使用的大型轴流泵系统(LAPS)往往需要配备溢流孔以提高过渡过程的品质,但由于LAPS过渡过程中增设溢流孔的机理尚不明确,因此在设计和应用上存在很多困难。本文设计了6种不同直径的溢流孔,在Flomaster软件二次开发的基础上,用瞬态模拟方法研究了不同直径的溢流孔对LAPS的同步启动、异步启动、同步停机和异步停机过渡过程的影响。结果表明：在异步启动过程中,当溢流孔直径达到2 m时,最大冲击扬程为1.67H_r,最大冲击功率为1.34P_r,进一步增加溢流孔直径对降低LAPS的最大冲击扬程和功率无明显增益。在异步停机过程中,溢流孔可以有效延缓LAPS流量的衰减,降低瞬时水头和功率,然而,当溢流孔直径达到2 m时,最大冲击扬程为1.18H_r,最大冲击功率为1.1P_r,进一步增加溢流孔直径对降低LAPS异步停机过程中的最大冲击水头和功率没有明显的作用。溢流孔直径越大,对于提高过渡过程质量的效果越好,但是当溢流孔直径增大到一定程度后,继续增加溢流孔直径效果没有明显提高。     

抽水蓄能电站运维一体化模式的值班管理

水电厂采用计算机监控以后,运行值班的职能有了很大改变。特别是全国水电厂开展无人值班(少人值守)工作多年来,在运行值班管理创新方面进行了积极的探索。在探索的过程中运行人员应积极向世界先进大型现代化抽水蓄能电站的成熟运行管理模式学习,逐步形成适合自身发展的先进运行管理方式。     

抽水蓄能电站计算机监控的时钟同步系统设计

具有完全自主知识产权的大型水电厂及抽水蓄能电站计算机监控系统系统不完全依赖于GPS定位技术,积极采用国产北斗卫星定位技术,采用北斗/GPS主机热备冗余时钟同步系统。该系统的GPS和北斗信息共享、热备运行,当任意一系统出现问题可完全无扰动切换。时钟同步系统的信号扩展采用光纤方式进行扩展,以保证信号扩展的可靠性、实时性和抗干扰性。     

抽水蓄能电站甩负荷主进水阀动水关闭过程内部流场仿真

为探究抽水蓄能电站机组甩负荷时主进水阀在导叶拒动和导叶协同关闭两种情况下的内部三维瞬变流动过程与特性。对某抽水蓄能电站主进水阀建立三维仿真模型,确定了流场仿真的边界条件,选用Realizable k-ε湍流模型,模拟了两种关阀方式下主进水阀内部三维瞬变流动过程,计算得到阀前压力变化曲线并与一维数值仿真计算结果进行了对比,分析了两种关阀方式下的内部流场演化过程。结果表明:甩负荷过渡过程中,两种关阀方式下主进水阀内部三维瞬变流动过程的CFD仿真结果具有较高的精度;主进水阀关闭过程中其内部流场复杂,形成的涡流会改变内部流向,造成压力损失;在阀腔处有较大的压力变化,为机组安全运行带来隐患;两种关阀方式下阀腔中的压力最大值均出现在枢轴处,且协联关闭方式下的压力最大值相对较小。     

考虑水轮机特性项的尾水调压室临界稳定断面公式研究

为了进一步研究水轮机特性对于调压室临界稳定断面的影响,结合调压室及水道局部模型、发电机及负荷局部模型、调速器局部模型,利用传递函数的思想,推导出了包含水轮机特性项的尾水调压室稳定断面直接表达公式,其中水轮机特性项可直接采用经验公式进行估算;实际工程案例分析表明,与规范公式相比,该公式计算结果与数值分析结果更为一致,安全性更高,因此采用推导的考虑水轮机特性的尾水调压室稳定断面公式有利于保障实际工程的安全。