某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真计算成果分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
叶全开 到全关 的时 间为 ３ ５ ｓ ， 水 泵工 况 机 组 导 叶 全 开 到全关 的 时间为 ２ ０ ｓ ； 机 组 导 叶 水 轮机 工 况 和 水 泵 工 况 采用 ２ ５ ｓ 一段 直线 开启 。 对 于抽 水蓄 能 电站而 言 ， 由于流道 狭长 ， 水 泵水 轮 机 的转 轮直 径一 般 比常规 水 轮机 直 径大 ３ ０ ％ 一 ５ ０ ％，
第 ５期
李高会 ， 等： 某 抽 水 蓄 能 电站 甩 负荷 试 验 与 仿 真 计 算 成 果 分 析
１ ０ ３
＝
２ 实测数据 与数值仿真计算结果 比较
２ ． １ 甩 负 荷试 验 工 况
目前 国内抽 水 蓄能机 组 进行甩 负 荷试 验 的电站 较
（ 数值 计算 值 一试验 实 测值 ） ／ 甩 前 净水 头 ” 来 确定 ；
程 度上 改善机 组蜗 壳 的最大 压力 。
相应地 离 心力就 大 ， 即使在 水轮 机方 向旋转 ， 也 存在 部
分水泵 作用 ， 产 生 阻止水 流进入 转轮 的作 用力 ； 当转 速 达到 飞逸转 速 时 ， 离 心力 就会 急剧加 大 ， 尽 管 此时转 速 和接力 器 行程变 化很 小 ， 其流量 也将 产生很 大 变化 ， 从 而产 生较 大水锤 压 力 。根 据 可 逆 机组 这 一 特 点 ， 当机
数 据 和 数 值 仿 真 计 算 结 果 具 有 较 好 的 吻 合 性 。 可为 该 电站 长 期 、 安全运行提供参考依据。
关 键 词： 分段 修 正 ； 机 组 甩 负荷 ；极值 预 测 ； 抽 水 蓄 能机 组 文 献标 志码 ： Ａ ＤｏＩ ： １ Ｏ ． １ ６ ２ ３ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ２ ４ 中图 法 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ７ ３ １
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ９— ２ ３ 图 １ 机 组 转 速 与流 量 特 性 曲线
作者简介 ： 李高会 ， 男， 工程 师 ， 硕士 ， 主要 从 事 水 工 结 构 设 计 、 电站 及 泵 站 水 力 学研 究 工作 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ＿ ｇ ｈ ２ ＠ｅ ｅ ｉ ｄ ｉ ． ｅ ｏ ｍ
某 抽水 蓄 能 电站 设 计 安 装 有 ４台单 机 容 量 ３ ０ ０
ＭＷ 的可逆式 抽 水 蓄能 机 组 ， 总装 机 容 量 １ ２ ０ ０ Ｍ Ｗ。
组发 生甩 负荷 工况 时 ， 导 叶在 一 段 时 间 内会保 持缓 慢
关闭， 此 时机组 的 转速 快 速 上 升 。 随着 过 渡 过 程 中 的 转速 加大 ， 当机 组 的工况 点接 近 飞逸 线 、 到达 ｓ型 区域 附近 时 ， 转 速对 流 量变 化 的影 响 加 大 。此 时 由于 机组 导 叶开度 变化较 小 ， 流 量 的 变化 仅 由机 组 转 速 上 升 引 起， 使 流量 的变 化 相 对 较 缓 ， 因此 水 锤 压 力 也 相 对 减 小 。 当延 时段结 束 ， 机 组 过 流量 由 于转 速 上 升 的 影 响 已经 变得很 小 ， 因而 若此 时采 用一 段直 线来 关 闭导 叶 ，
由于该 电站 “ ｓ ” 区较 为 陡峻 ， “ 截 流效应 ” 明显 （ 见
图１ ） ， 因此 ， 考虑 对机 组采 用 导 叶延 时 ， 然 后 再 实 施一 段直 线关 闭 的方式来 处 理 。因为 这样 可 以在一定
先 延时 １ ０ ｓ ， 然 后 以斜 率 为 １ ／ ２ ５ 的直 线 关 闭 ， 机 组 导
理论 上不会 产 生较 大 的水锤压 力 。
发 电最 大净水 头 为 ４ ４ ７ ． ０ ｍ， 输 水 系统全 长 约 ２ ０ ６ １ ． ８ ｍ， 输水 系 统主要 由上 水库 进／ 出水 口、 引水 隧 洞 、 引水
岔管、 高压钢支 管 、 尾水支管、 尾 水 岔管 、 尾水 调 压 室 、 尾水 隧 洞 、 下 库 进／ 出 水 口等 建 筑 物 组 成 。 电站 采 用
某 抽 水 蓄 能 电站 甩 负荷 试验 与 仿 真 计 算 成 果 分 析
李 高 会， 余 雪 松
（ 中 国 电建 集 团 华 东 勘 测 设 计研 究 院 有 限公 司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ４ ） 摘要 ： 考 虑 到 抽 水 蓄 能 电站 压 力 脉 动 较 大 ， 为 了确 保 压 力脉 动 修 正 的合 理 性 ， 首 次 提 出 了 实施 延 时段 和 关 闭段 分 段 修 正 的修 正 方 法。 根 据 某 抽 水 蓄 能 电站 实 际运 行 调 度 情 况 ， 确 定 了极 端控 制 性 工 况 ， 并 采 用 数 值 仿 真 手 段 对 该 极 端 控 制 性 工况 展 开预 测 计 算 ， 以 验 证 其 结 果 是 否 满 足 调 节 保 证 设 计 要 求 。验 证 结 果 表 明 ， 现 场 实 测
“ 两 洞 四机 ” 布置 ， 共 分 成 ２个 水 力 单 元 ， 每 个 水 力 单
元 的机组 上游 侧 为“ 一洞 两 机 ” 形 式输 水 ， 机 组 下 游侧 为“ 两机 一洞 ” 形式 输水 。
１ 关 闭规律分析
某 电站 采用 的导 叶启 闭规律 是 ： 对 于水 轮机 工况Hale Waihona Puke Baidu，
第４ ６卷 第 ５期 ２ ０ １ ５年 ３月 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５— ０ １ ０ ２— ０ ３
人 民 长 江
Ｙａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ６． Ｎｏ． ５ Ｍａ ｒ ．， ２ ０１ ５
而 对于 机组 最大 转 速上 升 率 计 算 误差 的偏 差 ， 则 宜 采
第 ５期
李高会 ， 等： 某 抽 水 蓄 能 电站 甩 负荷 试 验 与 仿 真 计 算 成 果 分 析
１ ０ ３
＝
２ 实测数据 与数值仿真计算结果 比较
２ ． １ 甩 负 荷试 验 工 况
目前 国内抽 水 蓄能机 组 进行甩 负 荷试 验 的电站 较
（ 数值 计算 值 一试验 实 测值 ） ／ 甩 前 净水 头 ” 来 确定 ；
程 度上 改善机 组蜗 壳 的最大 压力 。
相应地 离 心力就 大 ， 即使在 水轮 机方 向旋转 ， 也 存在 部
分水泵 作用 ， 产 生 阻止水 流进入 转轮 的作 用力 ； 当转 速 达到 飞逸转 速 时 ， 离 心力 就会 急剧加 大 ， 尽 管 此时转 速 和接力 器 行程变 化很 小 ， 其流量 也将 产生很 大 变化 ， 从 而产 生较 大水锤 压 力 。根 据 可 逆 机组 这 一 特 点 ， 当机
数 据 和 数 值 仿 真 计 算 结 果 具 有 较 好 的 吻 合 性 。 可为 该 电站 长 期 、 安全运行提供参考依据。
关 键 词： 分段 修 正 ； 机 组 甩 负荷 ；极值 预 测 ； 抽 水 蓄 能机 组 文 献标 志码 ： Ａ ＤｏＩ ： １ Ｏ ． １ ６ ２ ３ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ ２ ４ 中图 法 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ７ ３ １
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ９— ２ ３ 图 １ 机 组 转 速 与流 量 特 性 曲线
作者简介 ： 李高会 ， 男， 工程 师 ， 硕士 ， 主要 从 事 水 工 结 构 设 计 、 电站 及 泵 站 水 力 学研 究 工作 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ＿ ｇ ｈ ２ ＠ｅ ｅ ｉ ｄ ｉ ． ｅ ｏ ｍ
某 抽水 蓄 能 电站 设 计 安 装 有 ４台单 机 容 量 ３ ０ ０
ＭＷ 的可逆式 抽 水 蓄能 机 组 ， 总装 机 容 量 １ ２ ０ ０ Ｍ Ｗ。
组发 生甩 负荷 工况 时 ， 导 叶在 一 段 时 间 内会保 持缓 慢
关闭， 此 时机组 的 转速 快 速 上 升 。 随着 过 渡 过 程 中 的 转速 加大 ， 当机 组 的工况 点接 近 飞逸 线 、 到达 ｓ型 区域 附近 时 ， 转 速对 流 量变 化 的影 响 加 大 。此 时 由于 机组 导 叶开度 变化较 小 ， 流 量 的 变化 仅 由机 组 转 速 上 升 引 起， 使 流量 的变 化 相 对 较 缓 ， 因此 水 锤 压 力 也 相 对 减 小 。 当延 时段结 束 ， 机 组 过 流量 由 于转 速 上 升 的 影 响 已经 变得很 小 ， 因而 若此 时采 用一 段直 线来 关 闭导 叶 ，
由于该 电站 “ ｓ ” 区较 为 陡峻 ， “ 截 流效应 ” 明显 （ 见
图１ ） ， 因此 ， 考虑 对机 组采 用 导 叶延 时 ， 然 后 再 实 施一 段直 线关 闭 的方式来 处 理 。因为 这样 可 以在一定
先 延时 １ ０ ｓ ， 然 后 以斜 率 为 １ ／ ２ ５ 的直 线 关 闭 ， 机 组 导
理论 上不会 产 生较 大 的水锤压 力 。
发 电最 大净水 头 为 ４ ４ ７ ． ０ ｍ， 输 水 系统全 长 约 ２ ０ ６ １ ． ８ ｍ， 输水 系 统主要 由上 水库 进／ 出水 口、 引水 隧 洞 、 引水
岔管、 高压钢支 管 、 尾水支管、 尾 水 岔管 、 尾水 调 压 室 、 尾水 隧 洞 、 下 库 进／ 出 水 口等 建 筑 物 组 成 。 电站 采 用
某 抽 水 蓄 能 电站 甩 负荷 试验 与 仿 真 计 算 成 果 分 析
李 高 会， 余 雪 松
（ 中 国 电建 集 团 华 东 勘 测 设 计研 究 院 有 限公 司 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ４ ） 摘要 ： 考 虑 到 抽 水 蓄 能 电站 压 力 脉 动 较 大 ， 为 了确 保 压 力脉 动 修 正 的合 理 性 ， 首 次 提 出 了 实施 延 时段 和 关 闭段 分 段 修 正 的修 正 方 法。 根 据 某 抽 水 蓄 能 电站 实 际运 行 调 度 情 况 ， 确 定 了极 端控 制 性 工 况 ， 并 采 用 数 值 仿 真 手 段 对 该 极 端 控 制 性 工况 展 开预 测 计 算 ， 以 验 证 其 结 果 是 否 满 足 调 节 保 证 设 计 要 求 。验 证 结 果 表 明 ， 现 场 实 测
“ 两 洞 四机 ” 布置 ， 共 分 成 ２个 水 力 单 元 ， 每 个 水 力 单
元 的机组 上游 侧 为“ 一洞 两 机 ” 形 式输 水 ， 机 组 下 游侧 为“ 两机 一洞 ” 形式 输水 。
１ 关 闭规律分析
某 电站 采用 的导 叶启 闭规律 是 ： 对 于水 轮机 工况Hale Waihona Puke Baidu，
第４ ６卷 第 ５期 ２ ０ １ ５年 ３月 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５— ０ １ ０ ２— ０ ３
人 民 长 江
Ｙａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ６． Ｎｏ． ５ Ｍａ ｒ ．， ２ ０１ ５
而 对于 机组 最大 转 速上 升 率 计 算 误差 的偏 差 ， 则 宜 采