水泵水轮机飞逸稳定性及其与反S特性曲线的关联

抽水蓄能电站的安全稳定运行与水泵水轮机反S特性直接相关。在电站甩负荷工况下,时有发生调速器事故,导致水泵水轮机导叶拒动,使机组进入飞逸工况。而由于水泵水轮机的反S特性会使得机组参数不能像常规水轮机一样快速收敛,甚至出现振荡的现象,导致事故进一步扩大。针对布置有下游调压室的抽水蓄能电站,采用线性化处理方法获得了水泵水轮机反S特性曲线的传递函数,并建立了流道-水轮机-发电机耦合的常微分数学模型,并进一步推导了水泵水轮机飞逸工况稳定性的判别条件。结果表明飞逸振荡的现象由多种因素共同决定,其中水泵水轮机飞逸点的曲线斜率为关键因素。利用已建立的物理模型平台,对这些影响因素进行了分析,并验证了所得的理论分析结论。

基于精细化建模的抽水蓄能机组低水头背靠背启动多目标优化

为解决低水头工况下抽水蓄能机组背靠背启动因调速与励磁参数配合不当而失败的问题,提出一种基于精细化建模的多目标优化策略。首先,充分考虑液压执行机构、水泵水轮机及过水系统、同步电机等环节的非线性,建立能仿真抽水蓄能机组水轮机、水泵、发电机、电动机运行状态的水–机–电耦合精细化模型。重点分析水头因素对于背靠背启动过程的影响,得出启动过程的有关物理规律。针对拖动机转速稳定时间和被拖动机转速超调量双目标,利用多目标优化算法对4种典型启动规律进行多目标优化,并引入熵权法对最优解集进行排序。仿真结果表明,提出的背靠背启动多目标优化策略能有效地抑制拖动机深入反S特性区运行,优化结果可为大型抽水蓄能机组的背靠背启动控制策略制定提供决策支持。