水泵水轮机低水头起动过程水力特性分析

抽水蓄能机组在低水头并网发电过程中常会由于水力不稳定性和其自身的反“S”特性导致并网失败,严重影响电力系统的调节品质。为探究水泵水轮机低水头起动过程的水力特性,基于力矩平衡方程控制转轮实时转速,采用增量式比例–积分–微分(proportion integration differentiation,PID)算法对活动导叶开度进行实时控制,借助动网格技术和计算流体动力学方法开展考虑PID控制的水泵水轮机低水头起动过程数值模拟,建立水泵水轮机内部流动演变与外特性变化的关联机制。研究表明:转轮所受压力在起动过程初始阶段最高,叶片表面压力系数为1.22,经过PID调节后减小至1.08。起动过程中转轮力矩的变化主要受叶道涡及驻点位置改变的影响,驻点在叶道内沿逆时针方向移动。水头的变化与转速和回流形态的演变密切相关,表现为转速主导影响了水头的变化频率,而回流的具体形态则影响了压力场的分布,进而决定了机组段水头的数值大小。研究成果可为提高水泵水轮机在低水头起动并网成功率提供参考。

水泵水轮机的“S”形特性及对机组性能的影响

针对水轮机全特性图上的“S”形特性,从理论上分析了其产生的原因及对抽水蓄能电站运行的影响,并结合实际剖析了“S”形特性对抽水蓄能电站日常运行的影响和常用的解决方法。

水泵水轮机的“S”形特性对机组性能的影响

由于水泵水轮机本身的特性,水轮机全特性图上的“S”形特性对抽水蓄能电站的日常运行有着深刻的影响。针对“S”形特性,从物理上分析了其产生的原因,从理论上分析了其影响,结合实际,剖析了“S”形特性对抽水蓄能电站日常运行的影响,并介绍了常用的解决方法。