锦屏一级水电站库区中小地震震源机制解与局部应力场特征

利用四川及邻区数字地震台网2013—2018年的波形资料,基于CAP和HASH方法反演得到锦屏一级水电站(以下简称锦屏水库)库区及周边M_(L)≥2.5地震的震源机制解,根据DRSSI方法计算得到库区局部应力场信息,结合该区域的地质资料,从震源机制参数和局部应力场变化等方面讨论了水库加卸载对该区域地震活动的影响.取得的主要认识如下:(1)库区地震活动类型以走滑型为主,不同加卸载阶段震源机制类型存在一定差异,库区蓄水前期震源机制类型呈现多样性,蓄水后期与区域背景场趋于一致;(2)库区应力场最大主应力方向以NNW-SSE向为主,分时段结果显示,蓄水后期局部应力场最大主应力方向由NNW向逐渐发生偏转至NW向;(3)库区周边的地质构造和岩性条件有利于库水的渗透,蓄水后重力载荷和流体渗透的共同作用导致岩体断层面库仑应力的变化,从而呈现出库区蓄水前后中小地震活跃程度的显著差异特征.

基于DEMATEL-ISM方法的水电站机组检修作业安全事故致因链分析

针对水电站机组检修作业种类和危险因素多、安全事故频发等问题,通过文献挖掘与专家访谈方式,对水电站机组检修作业安全影响因素类别进行了划分。基于DEMATEL-ISM方法,构建了安全事故致因多层次递阶ISM模型来确定事故致因因素层级,通过剖析事故致因因素的中心度和权重,挖掘关键致因因素和推求事故致因链的路径权重,厘定关键致因链。采用该模型对某水电站致因链进行了分析,结果表明,安全检查不到位为关键致因因素,“安全检查不到位→违规作业→设备的问题→粉尘、油漆等有害物质”为关键致因链。

考虑新能源消纳的黄河上游水电站群生态优化调度研究

为降低黄河上游水电站群调度中新能源消纳对河流径流情势和生态完整度的影响,以河流径流情势变化最小、水电站群发电量最大、发电出力平稳性最高为目标,建立了风水光多能互补系统生态调度模型,采用多目标进化算法求解,探讨了多能互补系统发电出力、新能源消纳及河流生态保护之间的均衡关系。结果表明:水电站群发电量和河流生态保护目标之间呈现明显的竞争关系,多能互补系统的发电出力波动越大,水电站群发电量越大,径流情势变化也越大;入库径流量越大,水电站群生态调度对径流情势的影响越小;多能互补系统生态调度对径流情势的影响主要集中在年发生高/低流量脉冲次数和流量平均增加率/减少率这两项指标,在枯水年发电量最大的调度结果中,年发生低流量脉冲次数和流量平均减少率指标的变化最大。

含混合式抽蓄的梯级水电站短期临界调峰模式

利用梯级水库电站建设混合式抽蓄电站,在提高新型电力系统清洁灵活性调峰能力的同时,也使得原梯级电站的运行方式变得更为复杂,亟需开展梯级电站与混合式抽蓄电站的联合调度模式研究。本文首先剖析了混合式抽蓄电站与梯级水电站日内联合调峰运行特点,建立了短期含混合式抽蓄的梯级水电站调峰优化模型;其次,发现了日内联合调峰的临界特性,并从临界调峰方式、临界调峰流量、临界调峰能力三方面定量刻画了该临界调峰特性,推导了梯级水电站临界调峰流量、混合式抽蓄电站临界抽发流量等计算公式,提出了混合式抽蓄电站与梯级水电站的临界调峰模式;最后,将上述理论成果应用至依托安康与旬阳梯级水库修建的安康混合式抽蓄电站。结果表明:安康水电站额定水头下临界调峰流量为892 m^(3)/s,小于892 m^(3)/s时,抽蓄电站日内满抽满发,以最大化调峰方式运行;大于892 m^(3)/s后,混合式抽蓄电站可转为与常规水电站同抽同发运行模式以及部分抽蓄机组转常规水电站机组运行模式等;长系列计算结果表明,与常规水电站同抽同发运行模式提高了抽蓄电站运行小时数,但降低了联合调度主体调峰能力,部分抽蓄机组转常规水电站机组运行模式耗用了安康水电站的可用发电水量,但提高了联合调度主体调峰能力,实际调度过程中应根据电网运行情况、电站运营主体等灵活选择抽蓄电站运行模式。

基于改进模糊故障树法的梯级水电站联合运行期风险分析

以我国某大型梯级水电站为例,基于文献分析法识别其联合运行期的风险源,建立风险指标体系,对传统的模糊故障树法进行改进,在其量化风险概率的基础上,利用层次分析法确定基本事件重要性权重,二者相结合对梯级水电站联合运行期进行风险分析,计算出梯级水电站联合运行期的风险发生概率。结果表明,梯级水电站联合运行期的风险发生概率为4.22×10^(-3),根据《水电站大坝运行安全评价导则》综合判定,风险等级较高,应合理制定相应措施加强风险防范,降低风险损失。研究结果为制定梯级水电站风险防控措施以及进行风险管理提供了基础和支持。

水电站机组负荷降维优化分配中的时间尺度效应

时间尺度是影响水电站负荷优化分配结果的重要因素。为探究时间尺度对水电站负荷分配的影响,研究论述了水电站调度中的时空尺度效应内涵及出现的原因,提出了包含发电耗水量、跨越振动区次数、机组启停次数、求解耗时等的尺度效应量化指标,并以ZM水电站为研究对象,基于水电站机组负荷优化分配模型,逐次递进分析了典型日考虑负荷过程随机性与负荷水平的水电站机组负荷优化分配尺度效应。结果表明:1)时间尺度越小更易捕捉负荷变化与水库运行过程,电站负荷优化分配的耗水量、机组启停与跨越振动区次数越大。时间尺度越大更易忽视或弱化机组启停以及跨越振动区等行为,产生潜在的安全运行风险。2)考虑负荷过程的随机性时,水电站负荷优化分配同样呈现尺度效应现象,但其影响程度与时间尺度大小影响相当。3)负荷水平越小或越大,不同时间尺度下电站机组运行方式变化较小,时间尺度效应越不显著;负荷水平居中时,时间尺度效应相对显著。研究结果可为水电站负荷优化分配的时间尺度选择以及模型降维求解算法提供科学依据。

某大型水电站机组特定负荷区间厂房振动噪声成因分析与探讨

某大型水电站机组在低水头特定负荷区间运行时厂房出现低沉的轰鸣噪声,并伴随厂房楼板、楼梯明显振动的现象,参建各方对引起该异常现象的原因进行了逐一排查但至今尚未解决。对此进行了机组变水位稳定性和能量试验,根据试验成果对机组及厂房结构耦合振动成因进行了分析与推测,初步判断原因为固定导叶卡门涡激发了活动导叶的弯扭耦合共振,通过轴承和顶盖传导至混凝土,并导致母线层楼板及下方立柱发生共振。

水库和水电站工程建设对陆栖脊椎动物的影响

水库和水电站工程建设在很多国家已经成为导致生物多样性丧失的人为因素之一。其致使动物栖息地丧失和片段化,造成一系列负面生态效应,包括生物多样性丧失、种群破碎化、动物群落结构改变、边缘效应、生态竞争加剧、外来物种入侵等。大型水坝还会阻碍河狸(Castor fiber)、水獭(Lutra lutra)等半水生哺乳动物的季节性迁移和扩散,在水库蓄水过程中亦可能淹没栖息地,造成动物被困和溺水死亡。鉴于此,本文梳理了自1970年以来国内外发表的相关研究案例,归纳了缓解水库对陆栖脊椎动物生态影响的措施,包括在库区周边及上下游目标物种的适宜栖息地范围建立严格保护区域,在专业指导下用科学的方法对动物加以救助和转移,在水库淹没区建设大型的陆桥岛屿以维持更高的动物多样性,利用连续的小型岛屿设置“水上动物通道”等,以期为未来水库和水电站工程建设中的野生动物保护措施和环境影响评价、监测工作提供理论支撑。

基于Multi-Agent的水电站变压器故障诊断系统

为了精准、快速完成水电站变压器的故障诊断,设计基于Multi-Agent的水电站变压器故障诊断系统。变压器状态监控agent将检测到的变压器故障信息发送给系统管理agent,系统管理agent通过通信agent将变压器故障信息发送给变压器故障诊断agent,变压器故障诊断agent利用小波变换方法提取变压器故障特征,并将其作为IFOA-SVM模型输入,完成变压器故障分类后,获取变压器故障诊断结果,该结果通过通信agent显示给用户。实验表明,该系统可有效诊断变压器故障诊断,诊断成功率受系统故障信息丢失率的影响较小,诊断耗时、耗能小,并具有较高故障诊断成功率。

考虑水风光联合发电效益最大的水电站水库优化调度

为了经济合理地充分发挥水电站水库的调节能力,促进风光资源的高效消纳,基于微观经济学生产产品时存在的边际产量递减规律,以水电站水库调节能力为可变要素,将风光资源消纳视为“固定要素”的充分发挥,建立了水风光联合发电效益最大模型,可求解得到促进风光资源经济消纳的水电站水库优化调度方案。算例分析结果表明:在入库流量、负荷需求以及水库运行状态等因素一定的条件下,模型可充分反映水电站水库参与风光出力调节时对风光资源的消纳和水风光联合发电效益的贡献,给出了不同情景下水电站水库参与风光出力调节的优化调度方案,对于在保障电力系统安全的前提下充分发挥水电站水库的调节能力和提升水风光联合发电效益具有一定的参考价值。

水电站运行与维护仿真实训基地的建设与应用

根据水电站运行与维护岗位人才培养难点和常见教学模式特点,在充分调研和论证基础上,提出了综合利用物理仿真和虚拟仿真技术建设仿真实训基地的思路并参照典型水电站,设计并建设了包括仿真发电机室、仿真高压开关室、仿真开关站、仿真中央控制室等4个物理仿真实训室和1个虚拟仿真水电站组成的水电站运行与维护仿真实训基地,编制了基地教学计划。在物理仿真实训室内配备了生产型设备,不仅可满足理论教学需要,同时可在确保安全并符合电力规程前提下,低成本、重复地开展真实水电站运行与维护岗位任务训练,包括机组开机、起励、并网、负荷调整、停机操作,线路、母线、主变等电气设备倒闸操作,并让学生在运行值长、值班员、监护人、操作员等不同角色中轮换完成真实的生产任务;在虚拟仿真水电站可进行真实水电站运行虚拟巡视及操作,虚拟故障分析与处理等训练。基地经过多年建设和不断完善,有效地提升人才培养的质量。

基于OBE理念的水电站在线开放课程建设与教学研究

以OBE理念为指导,以成果为导向,以学生为中心,采用逆向设计、正向实施的方法,开展水电站课程在线开放课程建设理论与实践探索。根据水电站课程复杂性、实践性强的特点,提出线上与线下融合、课内知识与课外拓展融合、过程性评价与结果性评价相融合,构建“三融合”新型教学模式,并针对在线开放课程的建设与发展提出具体的实施方案。

基于一维水动力模型的小水电站最小生态需水量研究

小水电站在确定下泄生态流量时多采用多年平均流量法、最枯月平均流量法及流量历时曲线法等方法。南方地区小水电站多位于山溪性河流,水文资料不足。通过浙江省天台县某水电站坝下崔岙溪河道实测断面数据建立一维水动力模型,运用湿周法得出各断面的湿周-流量关系,均符合幂函数或对数函数变化规律;然后采用曲率最大法确定各断面的最小生态需水量,取各断面最小生态需水量的算术平均值作为该水电站的生态流量,结果大于多年平均流量法确定的生态流量,可满足崔岙溪的生态流量需求。图3幅,表1个。

导叶关闭规律对大小机组水电站同时甩负荷工况的影响分析

针对两台大机组、两台小机组联合布置的一洞四机的水电站,基于特征线法,建立系统的过渡过程模型,模拟系统甩负荷工况,研究分析一段直线关闭规律及两段折线关闭规律对过渡过程的影响。结果表明:一段直线关闭规律时间越长、两段折线关闭第一段关闭时间越长、折点开度越大以及第二段关闭时间越长时,蜗壳最大压力越小,机组最大转速上升率越大;增加转动惯量有利于改善过渡过程参数,可通过调整大(小)机组的转动惯量使大小机组过渡过程极值接近。

基于工程教育专业认证理念的《水力机械及水电站》课程教学改革探索研究

高校专业人才培养目标的达成和社会价值输出取决于核心课程的教学质量。文章以太原理工大学水利工程专业核心课程《水力机械及水电站》为例,依据工程教育专业认证理念,从授课模式、教学资源、实验环节、考评形式、科研素质等五个方面进行了课程改革与建设。通过开展以新水利人才培养目标为核心的课程教学,不断整合网络信息时代线上优质教学资源,强调课程理论与实践相结合,丰富考核评价标准,增强了学生自主创新和解决复杂工程问题的能力。同时提出了进一步深化课堂多方面教学改革的构想,以期在未来实现面向工程实际、国际互认的水利水电工程技术人才培养目标。

某大型水电站智能水电站典型架构设计

结合国际国内当前关于智能水电站的多种设计和某大型水电站的现场实际,综合考虑智能水电站自身情况及所处环境,提出了一种总体框架体系;依据智能水电站的发展愿景和建设目标,提出了一种智能水电站的典型蓝图架构,并规划设计了智能水电站的业务、应用、数据、技术和安全等典型架构,对后续大型水电站开展智能水电站建设提供了一种典型设计方案。

基于集控中心的沙溪流域梯级水电站水调自动化系统建设研究

闽江主流沙溪流域集控中心建成后,必须构建基于集控中心的流域水调自动化系统,以集合全流域水情信息,从而加快流域梯级水电站水库调度的决策与响应速度,提高沙溪流域水电集群的综合效益。基于集控中心的沙溪流域梯级电站水调自动化系统建设包括架构“集控中心”、水调自动化系统建设模式、业务节点互联、水情测报系统站点布设、通信组网设计、洪水预报对象规划等,该方案可对水调系统全要素和水调全过程进行数字化映射、智慧化模拟,实现与水电站、设备、气象的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,支撑精准化决策,助力流域梯级水电站绿色高质量发展。

叶巴滩水电站左岸坝肩槽开挖爆破技术

拱坝坝肩槽的开挖质量对工程运行的安全有重要影响,基于叶巴滩水电站左岸坝肩槽开挖,采用预裂孔+垂直梯段孔爆破技术搭配合理的钻爆参数,严格控制装药量及最大单响药量,并采用分段微差延时爆破技术,取得了良好的开挖效果并积累丰富的工程经验。现场开挖施工结果表明,坝肩槽开挖成型优良,且有效减少对保留岩体的损伤,使坝肩槽爆破开挖质量满足设计要求。

量化短期弃电风险的小湾、漫湾水电站水光互补中长期优化调度研究

随着光伏不断接入流域水电并与水电打捆送出,水光互补优化调度对现有的流域梯级水电站水库群调度工作提出了新的要求。为解决已有的中长期水电优化调度规则并不能有效避免短期水光互补联合运行弃电风险这一实际运行问题,以澜沧江小湾、漫湾水电站水光互补为例,针对近期和远期2种光伏装机容量配置场景,对小湾、漫湾水电站长系列水文资料划分来水频率,具体量化短期弃电风险并嵌套绘制中长期水光互补优化调度图,得出该联合调度能有效降低不同来水条件,尤其是平偏丰来水年水光互补运行弃电风险的结论,可为实际调度规则的制订提供参考。

錾高水电站工程金属结构布置与设计

錾高水电站为叶尔羌河梯级开发的第二级引水式水电站,金属结构设备数量较多,分布分散,主要介绍錾高水电站工程金属结构的布置、启闭机的选型、闸门的结构设计及埋件设计的思路和方法。目前电站已安全2+a,金属结构设备安全可靠,对后续引水式电站开发建设,有一定的指导意义。