变速水力发电机组低电压穿越中机组转速上升率的计算及其影响分析

因其优良的调节性能,变速水力发电机组对消纳间隙性与随机性强的新能源具有重要意义,受到行业的广泛关注;在电网低电压故障过程中变速机组的转速具有短时间上升的现象,对机组低电压穿越过程中的转速上升率进行计算,并对其加以抑制是保障机组安全运行的重要条件之一。该文通过建立,以及在恰当的假设条件下简化、求解变速水力发电机组的数学模型,得到机组转速上升率的解析表达式;通过分析机组转速上升率对各主要参数的敏感性,设计机组低电压穿越时的导叶控制策略;通过数值计算与对比,验证调速器策略,有效降低了机组低电压穿越过程中的机组转速上升率。

混流式水轮机启动状态下转轮与尾水管压力场特征分析

为了研究混流式水轮机在启动过程中产生的水力激振,通过数值模拟方法,研究了非定常流场中转轮与尾水管压力场变化特征,揭示了混流式水轮机在启动过程中压力场幅值和频率的变化与涡绳的发展过程之间的内在关系。结果表明:在启动过程中,转轮内同一个叶片的同一个表面不同位置的点受到的压力变化趋势并不相同,甚至存在相反的情况;叶片表面压力最大压力值出现在靠近叶尖位置,其压力约为平稳运行时的110.9%;最小压力值出现在叶根处,其压力约为平稳运行时的95.8%;且无论混流式水轮机在启动状态下还是最佳效率点,叶片压力面均存在低周的压力脉动;转轮经历静止到最佳效率点的压力波动幅度大约为稳定运行时的一半,而尾水管在启动状态下压力波动幅度与稳定运行时的压力波动基本相当。

基于概率神经网络的水轮机组水力振动故障诊断

故障诊断技术是水电站水轮机组安全稳定运行的关键技术之一。针对常规在线监测系统难以发现水轮机组振动故障问题,提出了一种基于概率神经网络的水轮机组故障诊断模型。该模型主要由故障样本数据预处理、样本数据归一化和概率神经网络等三个部分组成。诊断结果表明,所诊断样本与实际的故障类型基本一致,具有良好的诊断效果。

基于流固耦合的抽水蓄能电站水轮机转轮强度分析

为防止水轮机转轮发生疲劳破坏,探讨转轮应力、位移分布规律。以某抽水蓄能电站水轮机转轮作为研究对象,采用流固耦合方法建立三维数值模型,对不同工况下的水轮机转轮位移及应力等参数开展研究,研究结果表明:水轮机转轮的最大位移发生在飞逸工况下,最小位移往往出现在叶片上冠附近,最大位移通常在下环位置发生;应力分布的最大值往往出现在上冠附近叶片的出水边,该位置是关注转轮疲劳破坏的重点区域,在不增大水头损失、恶化流态的前提下,建议适当增加该区域出水边厚度,提高其刚度;研究结果为抽水蓄能电站水轮机结构设计及安全运行提供了参考依据。

基于小波变换的水轮机组水导摆度数据分析

主轴摆度监测是水轮机发电机组状态监测中重要内容之一,针对常规在线监测系统难以发现水轮机组振动故障问题,提出了一种基于小波分析技术的水轮发电机组摆度信号处理方法,并采用本方法对水轮机组开机带负荷阶段水导在X、Y方向的摆度信号进行处理。处理结果表明,机组开机带负荷阶段,水导在Y方向的摆度变化明显大于X方向的变化。

基于转子储能的全功率变速水电机组低电压穿越控制策略研究

全功率变速水力发电机组是水力发电机组变速运行主要方式之一,能更快速度响应电网功率变化需求,对间歇性与随机性强的新能源消纳具有重要意义,其机组的低电压穿越能力是保障机组稳定并网运行的关键。提出了一种基于机组转子储能的低电压穿越控制策略,充分利用水力发电机组转子储能能力强和机组输入功率可以调节的特点,采用转子储能和调速器调节吸收控制电网电压跌落期间的机组不平衡能量,并根据电网电压跌落幅值通过网侧变流器向电网提供无功电流支撑。建立了系统各部件的数学模型,通过仿真比对了提出的控制策略与传统的策略,仿真结果表明提出的控制策略能有效抑制直流母线过电压,并向电网提供无功电流支撑,提高了全功率变速水力发电机组的低电压穿越能力。