风光对水电调峰能力的影响初探:基于调峰幅度的角度

水风光互补是当前能源行业的研究潮流和方向,但风光出力的不稳定性和不可控性势必会影响水电站调峰能力的发挥。本研究旨在从调峰幅度角度为水电调峰能力评估及风光并入后对其的影响量化提供一种参考思路。首先提出了周期调节幅度、最大时段调节幅度、时段累计调节幅度以及水电站综合调峰幅度4个指标来评估水电站调峰状况,其次构建了水风光互补运行模型,并通过有无风光工况下4个指标的变化率来量化风光对水电调峰幅度的影响。通过某电网调峰梯级水电及其周边风光资源的多场景模拟计算得出,相比无风光场景,风电和光伏对单个指标的影响趋势不同,但无论是风电还是光伏,接入系统后,梯级水电都须发挥更大的综合调峰幅度才能调节消纳风光。结果表明,风光接入会给水电调峰带来不利影响,并且该影响具有累积效应。

毫米级低速圆管自由射流的空中形态分析

自由射流是各类机械设备和管路设施中的常见现象,对毫米级圆管低速射流空中形态的研究,可以为射流距离、水流入水姿态和相应消能及噪声的分析提供依据。为探索毫米级圆管低速射流空中形态,分别以4,5,6 mm圆管射流为对象,研究不同低速、圆管直径对射流连续及破碎的影响。采用高速摄像机捕捉射流碎破点和破碎水滴变化,测量并分析流速、连续长度和破碎水滴直径的特征以及与无量纲雷诺数Re和韦伯数We的关系。结果表明:在管径相同时,射流连续长度随出口流速的增大而增长;随着管径变大,连续长度增加的幅度变小;在流速相同时,连续长度随着喷嘴内径增大而减小。射流连续长度随雷诺数Re、韦伯数We的增大而减小,在We=3 000~3 500附近由曲线关系变为直线关系,拟合出射流连续长度与We的关系式。具体描述破碎水滴的聚合过程,分析破碎后的主水滴与卫星水滴的大小、聚合方式及振动特点,其中,水滴大小与喷嘴内径存在线性关系,均随着喷嘴内径的增加而增大,卫星水滴的大小基本符合Rayleigh线性不稳定理论预测产生液滴尺寸,不同的聚合方式会导致射流掺气量的不同,为不同条件下的水流入水姿态及相应消能与降噪提供参考,并得到水滴平均振动周期为25.67 ms。

EPC项目管理存在的问题分析及采取的应对措施

项目管理是施工企业管理的重要组成部分,其在管理施工企业过程中起到非常重要的作用。当前,实施EPC总承包模式已经成为大多数施工企业转型与创新发展的必由之路[1]。但目前常用的EPC总承包模式在实际运用过程中仍然存在不少问题。重点对EPC模式下施工企业在项目管理中存在的突出问题进行了分析并提出了应对措施。

调峰水电站消纳新能源的能力评价

调峰水电站在电网中担任追踪用电负荷的任务,其发电出力常随负荷增减而被动变化,因此在不影响其调峰任务的前提下更多消纳风光成为调峰水电站消纳新能源的能力评价的关键。为此,以四川主力调峰电厂--大渡河流域瀑布沟水电站及其近区风光资源为例,构建水电站调峰能力评价指标体系,提出基于风光互补效应最优的风光最佳配比决策方法,运用k-均值聚类法选择水电出力及风光聚合出力的典型日,进而提出6种不同风光规模的水风光综合配比方案,采用层次分析法和熵权法对各方案进行主客观耦合赋权,得到调峰水电站可接纳的最佳风光规模。结果表明,在最佳光风比为2∶1的基础上,瀑布沟水电站消纳风光效果最好的方案是风电30×10^(4)kW,光伏60×10^(4)kW。

四川省流域水风光协同优化配置研究

四川省金沙江、雅砻江、大渡河三江流域具有丰富的水风光资源,研究四川省三江流域水风光协同优化配置有利于优化流域“水风光一体化”基地配置,加速推进四川省新型电力系统建设。本研究综合考虑水电调节能力、输电通道约束、负荷需求特性、梯级上下游水力电力匹配关系、水库综合用水需求等影响因素,在总弃电率小于5%条件下进行金沙江、雅砻江、大渡河流域水风光容量优化配置,并在模型配置结果下验证了三江流域水风光协同调节效果。研究结果表明,经过水风光电源联合调节后,系统剩余负荷波动大幅降低,其中枯水期剩余负荷标准差降低了80.64%,证实了所提配置方法的合理性。

中国河流分区分类生态基流占比阈值确定

为解决河流生态基流保障目标制定缺乏参考标准这一问题,提出一种分区分类的河流生态基流占比(即生态基流占多年平均天然径流的百分比)阈值确定方法。同时,选择我国10个水资源一级区439个水文监测断面,通过对断面1956—2018年天然与实测流量资料的分析,综合考虑断面径流大小、年内变化是否剧烈、是否受控制性水利工程调控等,提出我国河流分区分类的生态基流占比阈值,包括上限值、下限值和推荐值。结果表明:无控制性水利工程调控时,断面生态基流占比随其集水面积增加呈上升趋势,而全国小、中、大型断面生态基流占比的分区平均推荐值在枯水期分别为4.4%、6.6%和9.2%,非枯水期分别为9.4%、11.6%和16.2%;在有控制性水利工程调控时,断面在枯水期的平均推荐值为12%,而在非枯水期为17%。成果较好反映了全国河流生态基流的时空差异,可为生态基流保障目标的分区域、分类型、分时段制定提供支撑。

引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律试验研究

在我国严寒地区,为了有效地改善引水式水电站引水渠冰封冰冻现象,可采取抽水融冰方法来保证引水渠道冬季运行畅通,为此对引水渠道抽水融冰水温沿程变化规律进行了试验研究。分别在未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,进行了8组不同渠水流量和3组不同井水流量的试验;其中,单井注水试验分别选择了4个不同位置,双井注水的试验分别选择了在6个不同注水位置的组合进行。根据试验结果,分别得到了未注井水、单井注水和双井注水3种情况下,引水渠道水温沿程逐渐减小的变化规律;并结合数据分析,首先得到了未注井水时引水渠道水温沿程变化计算公式,并将计算值和实测值进行了对比,结果表明两者符合较好;在此基础上,重点分析得到了单井注水和双井注水的水温沿程变化计算公式,并分别进行了计算值和实测值的对比分析,结果表明:单井注水和双井注水实测值和计算值最大误差分别为6.25%和5.84%,可以用于实际工程水温沿程变化计算。

水电站自动化监控系统的运行与维护方式分析

随着水电站建设步伐的加快,对自动化监控系统的应用也提出了更高的要求。从目前水电站自动化系统来看,其自身的构造如自动化系统中监测系统、检修系统以及数据库系统等为整个水电站的正常运行奠定了基础,对水电站的自动化水平的提升具有十分重要的意义。本文首先概述了水电站自动化,然后针对水电站自动化监控系统的运行和维护方式进行了详细的分析,主要是总结了自动化监控系统在水电站中的应用研究和水电站自动化监控系统的维护两方面,旨在为水电站自动化运行提供技术理论保障,促进水电站自动化工作效率的提升。

基于水文气象因子的中长期径流及发电量预测方法研究

水文预报是实现水资源高效利用、水库优化调度及水电站经济效益最大化的关键手段与环节。以南盘江某水电站入库径流为研究对象,对中长期预报因子进行识别研究,识别出具有物理成因背景的中长期预报因子,采用周期均值叠加法、均生函数模型、逐步回归模型等3种方法进行年径流预报,分析比较这3种模型的预报精度。结果表明:逐步回归模型效果最好,主成分模型、周期叠加模型次之。根据推荐采用的逐步回归模型预测成果,结合电站实际运行水位及代表年流量资料进行径流调节,复核的理论发电量与设计成果基本一致,电站发电能力较为可靠。

城市河道治理中生态工程技术的运用

对城市河道的治理是推进当地经济发展的主要路径,也是保障大众生命财产安全的基础条件。在河道治理中运用生态工程技术,能够有效实现人与自然和谐相处的目的,加强与生态建设的结合也是未来发展的必然趋势。为发挥生态工程技术在城市河道治理中的优势,应从保持河道形态、强化植被缓冲、设置人工湿地、改善河底生态等方面着手,以加大水源的治理效果,促进城市的可持续发展。

基于LDPM模型的胶凝砂砾石料细观力学性能

通过室内单轴抗压强度试验,探究不同水泥掺量对胶凝砂砾石料力学性能的影响。结果表明:随着水泥掺量的提高,胶凝砂砾石料弹性模量及抗压强度逐渐增大,其力学性能由类似于堆石料逐渐演变为类似于碾压混凝土。为了研究材料的破坏机理,采用细观格构离散粒子模型(lattice discrete particle model,LDPM),建立材料细观模型,对胶凝砂砾石料单轴受压状态下细观裂缝扩展情况进行模拟,数值模拟得到的应力-应变曲线与实验数据相吻合;通过裂缝开度云图可以看出,在弹性阶段几乎没有裂缝产生,直至轴向应力达到抗压强度值后,裂缝逐渐萌生、扩展,最终形成平行于压力方向的多条裂纹,导致试件破坏。裂缝主要延砂浆与骨料之间的界面层扩展,骨料基本未破碎。通过LDPM模型可以有效模拟胶凝砂砾石料细观裂缝的形成与发展机理。

引水渠道单井注水对不冻长度的影响

在我国严寒地区,抽水融冰是一种能有效改善引水式水电站引水渠冰封冰冻现象的方法。为了对引水渠道单井注水时对不冻长度的影响有深入的了解,结合新疆红山嘴水电站工程的实际应用,对单井注水的试验进行了室外水槽试验。试验是在单井注水的情况下,分别从不同的水力、热力和气候条件方面,进行了3组不同渠水流量和3组不同井水流量的试验。根据试验得到如下结果:若只改变水力条件,所变因素越小,冰花密度可由0%迅速增长到4.5%且流速变化幅度为0.084 3m/s则不冻长度距离短,反之,所变因素越大,冰花密度保持在0%一段距离后才增长至1.6%,流速的变化幅度为0.064 6m/s,则不冻长度距离长。若只改变热力条件或气候条件,所变因素越小,则不冻长度距离短,反之,所变因素越大,则不冻长度距离长。在此基础上,又分别得到了不同水力、热力和气候条件下的单井注水对不冻长度的影响,并建立了定量关系式。该试验结果可为抽水融冰运行机理提供科学依据并为实际工程提供借鉴意义。

径流式水电站弃能利用的制氢系统优化研究

基于我国水电站“弃水”弃电的严重现状,针对我国建设的无调节能力的径流式水电站,开展弃能利用的制氢系统优化研究。根据水电站的实际流量过程及机组运行特性,提出水电站弃能的计算方法,并构建“产”、“储”、“输”完整的集成运行控制与容量优化配置模型,并对氢气市场价格、年均氢气产量与水电站弃能制氢系统的经济效益关系进行敏感性分析。四川省沙坪二级水电站算例结果表明,液氢运输距离为500 km时,按照3.5元/Nm^(3)的氢气单价,制氢系统最优容量配置下,2019年弃电利用率为70.54%,氢气产量为2.09×10^(7) Nm^(3),全生命周期净现值为1.99亿元。本研究为解决清洁能源的电能利用问题提供了新路线,对促进我国进入氢经济时代有重要的意义。

观音岩水电站增效扩建方案分析和综合评价

针对原观音岩水电站存在的水资源利用不足问题,提出了对其引水式开发的增效扩容方案,论证了方案的必要性。对方案中涉及的正蓄水位选择、装机容量拟定、引水线路选择以及引水隧洞形式的主要技术问题做出了分析,分析结果可供类似工程参考。其扩建效果的效益评估是一个多方面多层次的分析,结合模糊分析方法和多层次分析方法,在综合考虑定性定量定性因素下进行评价。评价结果表明,增效扩建方案带来的综合效益较好,方案切实可行。

农村小水电水能降损研究综述

农村小水电作为可再生的清洁能源,大力发展农村小水电兼具经济效益和生态效益。我国可开发小水电资源丰富,小水电建设历史悠久,但是当前我国的农村小水电存在着诸多问题,如金属结构设备锈蚀严重、压力管道水头损失过大、引水系统的渗漏损失过大等,农村小水电降损研究迫在眉睫。在概述农村小水电结构形式的基础上,总结了降损的研究方法,并从水头损失和水量损失两个方面综述了农村小水电降损研究进展,为今后农村小水电降损研究提供了依据。

科学有序开发农村水电资源

我国农村水电点多面广,可开发资源达1.28亿kW。农村水电在增加农村能源供应,改善能源结构,保护环境,促进农村经济社会发展中发挥了巨大作用。但在快速发展和体制转轨过程中,由于法律法规不健全,一些地方管理职责不清、河流规划滞后、核准不规范等原因,导致出现了不少无序开发、影响公共安全和公共利益的问题。要实现水电开发与环境、社会的和谐,必须认真贯彻落实科学发展观,树立水能开发新理念,建立水电开发的良性循环机制,建设环境友好、社会和谐的农村水电。

近岸缓流区河道动能修正系数的研究

动能修正系数值是工程一维数学模型计算中应考虑的主要因素,其通常取值为1,但动能修正系数常规取值对边侧存在近岸缓流区的天然河道并不适用。从动能修正系数的定义出发,对近岸缓流区河道动能修正系数作理论推导,同时结合水槽概化模型试验对公式进行验证。得到了近岸缓流区河道动能修正系数的计算方法和沿程变化的一些规律。相关成果可为工程中涉及近岸缓流区河道一维数学模型计算提供参考。

水利工程智能建造系统与数字孪生的交互和共生

数字化技术的应用为水利行业带来了革命性的变革,随着数字孪生技术和智能建造系统的发展,水利工程领域也面临着前所未有的机遇和挑战。数字孪生技术是一种将物理系统的数字模型与实际系统的运行数据相结合的方法,可以提供更准确的预测、监测和决策支持。智能建造系统借助人工智能、物联网和自动化技术提高了施工效率和质量。回顾了水利工程领域数字孪生技术的应用情况以及智能建造系统在项目实施和管理中的机遇与挑战;探讨了数字孪生和智能建造系统之间的交互关系以及它们如何共同推动水利工程的创新和发展。阐述了其在提高工程效率、减少成本、降低风险和实现可持续发展方面具有的潜在贡献。

红层地区高瓦斯引水隧洞施工关键技术研究

以亭子口灌区一期工程Ⅲ标金鸡梁隧洞为例,针对红层地区高瓦斯引水隧洞施工安全问题,结合红层地区粉砂质泥岩特性,分析了隧洞施工过程中采用的相应措施。结果表明:采用超前地质钻孔进行瓦斯释放与预报;利用人工检测与自动监测相结合的方式加强瓦斯监控;按照“一备一用”的要求配置以加强洞内通风;对机械设备加装车载瓦斯自动监控报警与断电系统以及尾气火花熄灭器,对隧洞用电进行“三专”“两闭锁”改造等有针对性的措施,可以时刻掌握隧洞内的瓦斯浓度变化,消除隐患,保证隧洞施工的安全,所取得的经验可为类似工程借鉴。

基于智能建造平台的大型线性工程进度管理模型的开发及应用

针对长引水线性工程的特点,对工程涉及到的隧洞、渡槽、明渠、暗渠、倒虹吸等项目开发了进度跟踪管理模型。采用该模型对项目进度进行规划、跟踪、展示、预警,并成功地将其应用于亭子口项目总承包管理中,实现了对线性工程进度的有效管控。该系统采用分布式设计,其进度采集系统利用智能手机APP开展数据采集,进而减少了进度数据上传的管理层次,实现了进度基础数据一次采集、多次使用的目标,大大提高了线性工程进度管控能力,有效地解决了进度管理中进度计划编制和进度跟踪两张皮的难题。将进度管理模型挂接综合单价后,可以获得项目日产值完成情况,进而满足了多维度掌握现场的进度及产值完成的需要,实现了进度日收集、周对比、月复核;同时根据管理需要,可以形成不同颗粒度进度分析报表,有效地提升了线性工程的进度管理水平和进度管理数字化转型进程。