水电站水锤模拟计算及导叶关闭规律优化

水电站运行过程中,为了降低因机组甩负荷使得导叶关闭而引起的管道压力上升值和转速上升值,通常会采取许多措施,其中常用的措施就是控制机组导叶关闭规律。以塔林西水电站为例,用Hammer软件对水电站进行调节保证计算,对于不同的导叶关闭规律,选取最合理有效的导叶关闭方案,并且模拟导水叶开启时尾水管处的压力情况,确定导水叶开启的最短时间。

绩溪抽水蓄能电站调速器导叶关闭时间调整及试验验证分析

本文介绍了绩溪抽水蓄能电站调速器分段关闭装置结构、工作原理及导叶关闭时间调整方法。通过对甩负荷试验数据分析,验证了高水头电站采用“先慢后快”关闭规律的可靠性,试验数据完全满足调节保证计算要求。为同类型电站分段关闭装置的设计选型提供了参考。

紧急甩负荷与突甩负荷对调节保证极值的影响

工程设计常将紧急甩负荷得到的调节保证极值作为保障水电站安全运行的设计依据,而往往忽视了突甩负荷得到的调节保证极值大于前者的可能,忽视了突甩负荷过程中机组转速超出过速保护阈值转向紧急关机的操作及相应的调节保证极值,给水电站安全运行埋下了隐患。本文采用数值模拟的方法,以拉哇水电站调节保证设计为例,探讨紧急甩负荷和突甩负荷两者之间的差异,对紧急甩负荷时导叶关闭规律进行了优化,并对突甩负荷时调速器参数、接力器全行程关闭时间、过速保护阈值的选取进行了研究。结果发现:突甩负荷时,调节保证参数的极值主要取决于接力器全行程关闭时间;突甩负荷以及过速保护工况可能会出现较紧急停机工况更加不利的情况。

基于MOPSO算法的水电机组开机过程多目标优化

为提高水电机组开机过程的动态品质,提出了一种基于非线性模型的水电机组开机规律多目标优化方法。为了准确描述系统的水力和机械动态特性,建立了调节系统非线性模型。选择优化的目标综合考虑转速上升的快速平稳性和对水压波动和机械振动的抑制,选取转速相对误差绝对值积分、蜗壳水压相对误差绝对值积分和最大轴向水推力相对值作为3个目标函数。利用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对导叶开启规律进行优化,得到帕累托最优解集,并以加权方式选择4个解进行仿真试验。结果表明,开机规律多目标优化方法能在确保转速平稳上升的同时有效平抑水压波动和机械振动,达到良好的控制品质,优化结果可为水电机组的安全稳定运行提供决策支持。

高水头抽水蓄能电站球阀与导叶联动的关闭规律研究

针对高水头抽水蓄能电站机组甩负荷问题,以某抽水蓄能电站为例,采用导叶直线关闭规律及球阀与导叶联动的关闭规律进行探讨,并基于水泵水轮机全特性曲线进行数值模拟。结果表明,该规律能有效削减机组流量和蜗壳压力的第2峰值,最大值仍发生于第1波峰,而第1峰值则取决导叶初始(第1段)的关闭速度。

特大型机组飞轮力矩GD^(2)与导叶关闭规律的关系研究

特大型机组飞轮力矩的取值对调节保证参数以及系统稳定性有着重要的影响。该文结合某高海拔地区水电站工程实例,建立仿真模型,研究特大型机组飞轮力矩取值与不同导叶关闭规律之间的关系。结果表明:导叶选取直线关闭规律时,受转速升高控制,特大型机组飞轮力矩都存在一个最小临界值;而在折线关闭规律下,高海拔地区电站的尾水管进口最小压力受规范约束条件的限制,其飞轮力矩的取值同样受限。

水轮机导叶开启和关闭规律探讨

为了使各项参数满足水电站水力过渡过程中调节保证计算的要求,选择合理的水轮机导叶启闭规律至关重要,合理的启闭规律不仅能使水电站安全稳定地运行,而且也更加经济可靠。结合某水电站工程实例,采用特征线计算方法,借助于过渡过程计算软件,对水锤的压力波动和调压室的涌浪波动进行联合计算。计算结果表明,开启时间选择临界值30 s,关闭规律选择两段折线关闭时,能有效地使蜗壳末端压力、机组转速升高率以及调压室的涌浪水位等参数满足控制标准。该结果可为合理地选择导叶启闭规律提供重要的依据。

可逆式机组导叶和进水球阀协联关闭规律研究

可逆式机组水力过渡过程分析与控制是保证抽水蓄能电站安全稳定运行的主要因素。本文以清远抽水蓄能电站导叶关闭规律和进水球阀协联关闭规律的研究为例,基于数值模拟研究机组导叶和进水球阀关闭规律对抽水蓄能机组水轮机工况水力过渡过程的影响,同时结合现场试验数据进行验证分析,模拟可逆式机组及其水力机械系统的水力过渡过程。结果表明:为使抽水蓄能机组调保参数满足要求,应选择合适的导叶关闭时间和关闭规律;进水球阀折线关闭比传统直线关闭更有利于改善抽水蓄能机组水力过渡过程;机组导叶正常关闭时,调保参数比导叶拒动更能满足控制要求。

某抽水蓄能电站首次泵工况启动关键因素的数值分析

根据某抽水蓄能电站实际水力布置情况,在分析其上库的实际充水特点和引水隧洞中明满流交替的水力特征的基础上,建立相应数学模型,采用特征隐式格式法求解有压管道非恒定流方程,优化了机组首次泵工况运行时的导叶开关规律及球阀关闭规律等关键因素,并利用优化后的关键因素对泵工况进行了大波动过渡过程计算,结果具有合理性。

导叶关闭规律对可逆式机组甩负荷工况轨迹线的影响

水泵水轮机具有独特的四象限全特性曲线,发生甩负荷时,机组将在特性曲线上经过多种工作区域,而不同的关闭规律会使过渡过程参数发生改变,甩负荷时将对机组运行轨迹线产生影响。为此,基于国内某中低水头抽蓄电站,考虑分析不同关闭规律下,机组在特性曲线上的运行轨迹变化,分析了其对过渡过程参数变化的影响。结果表明,过渡过程参数的变化与机组轨迹线在不同区域运行情况紧密相关;随着关闭时间的增加,轨迹线逐渐向右移动,进而增加了机组在水轮机区和制动区的运行时间,从而使转速上升率更高,蜗壳和尾水压力极值更安全;过慢关闭导叶将使机组在大开度下进入“倒S区”,因而压力脉动明显,采用合理的“先快后慢”关闭规律可使机组以较小开度进入“倒S区”,从而减小压力脉动。