吉林台二级水电站水力干扰过渡过程研究

建立了吉林台二级水电站水力干扰过渡过程的数学模型,通过数值模拟计算分析了水电站输水系统发生水力干扰时系统的稳定性。结果表明,水力干扰下的各种计算指标均能满足要求,为吉林台二级水电站的系统布置及稳定运行提供了参考。     

原动机周期性扰动引发强迫功率振荡特性研究

大型水电、火电集中外送系统存在的功率振荡是中国能源外送面临的突出难题,严重限制了外送功率的提升。近年来,实际电网中多次发生强迫功率振荡,前期研究表明,原动机周期性扰动很容易引起电网强迫功率振荡。结合计及原动机调速系统的Phillips-Heffron模型,分析得出共振时扰动源机组的机械负阻尼转矩系数KRE为较大正值;同时进行能量分析,振荡时扰动源机组的势能与非扰动源机组的势能变化呈现明显不同的增长趋势。因此,结合发生强迫功率振荡时各机组的转矩和能量性质,能够实现对原动机周期性扰动类型扰动源的定位。     

变速风电系统形成强迫功率振荡扰动源分析

结合风力机运行特性,探讨永磁直驱变速风电系统成为强迫振荡源的原因。首先理论分析由风剪切和塔影效应引起的风力机机械转矩波动特性,推导出风电系统电磁转矩波动与机械转矩波动的关系表达式,采用频域法分析风电机组的输出功率特性,并通过时域仿真进行验证。研究结果表明,永磁直驱风电系统可能成为共振型低频振荡的扰动源,其功率波动频率与风力机转速相关,幅值与风力机运行点、风电系统参数和系统阻尼相关。引起共振的主要因素是塔影效应,而风剪切分量很难引发共振。     

水轮发电机组振动数据检测与分析系统的设计与开发

针对水轮发电机组振动是水电站安全运行的重大隐患,结合计算机、检测和数学分析等技术设计开发了一套振动数据检测与分析系统,介绍了系统主要模块设计,并以刘家峡水电站为例进行了水轮发电机组振动分析,归纳了机组产生振动的原因.研究结果可为解决水力机械振动问题提供借鉴.     

基于流固耦合的混流式转轮受力与振动特性分析

围绕转轮结构稳定与机组安全运行问题,基于流固耦合理论,对混流式水轮机进行流场仿真与转轮结构响应求解.首先,将流道水压作为荷载进行静力学计算,校核转轮强度,并获取不同工况下应力与变形分布;然后,开展瞬态计算,探究转轮动应力随时间的变化规律;最后,通过预应力模态计算获得多阶振频与振型,分析水力共振的可能性.结果 表明,受力...     

中小型引水式水电站调压阀尺寸优化

为保证工程安全并降低造价,中小型引水式水电站多采用调压阀作为调节保证措施,调压阀直径的确定不仅直接影响工程投资,且涉及到系统的平压效果。通过分析不同运行工况、水道系统最大压力上升值、机组转速上升率、事故甩负荷导叶关闭时间等多种因素对调压阀直径的影响,提出了合理的调压阀直径选取需满足的原则,并结合某电站调压阀直径的优化计算,验证了理论分析提出的原则。     

考虑水电站水力瞬变流特性的水轮机选型

针对不同的水轮机比选型式对长引水式水电站水力—机械系统的水力瞬变流分析与控制存在不同程度影响的问题,基于水力瞬变流计算和稳定性分析仿真模型,从水电站水力—机械系统瞬变流特性角度探讨了水轮机选型中的关键技术问题和研究方法,以全面掌握不同水轮机比选型式的水力特性及其对水力瞬变流的影响。结合长引水式水电站,考虑两种不同的水轮机比选型式,分析了同一水轮机在不同工况点及不同水轮机在相近工况点运行对调节保证参数和运行稳定性分析的影响程度,为水轮机的优化选型提供了可靠依据。     

气垫调压室研究进展

结合我国首例含气垫调压室水电站－青海大干沟水电站引水系统的水力计算及模型试验研究成果,对气垫调压室的气体漏损及其防治对策、气体特性及其数值模拟、水力性能及稳定断面、模型试验和运行监控等方面的国内外研究进展进行综述,并探讨了今后的研究方向。     

新疆下坂地电站水力过渡过程计算

介绍利用程序进行水电站水力过渡过程计算。通过对下坂地水电站的调压室涌波计算、调节保证计算以及调节系统的稳定分析,确定调压室的型式和尺寸、推荐调速器主要参数整定值、提出了调节保证计算成果,并得出结论电站即使孤立运行也能满足小波动稳定性要求,为电站及引水系统的设计提供了依据     

基于GA-BP的水力机组振动预测研究

振动是影响水力机组安全稳定运行的重要影响因素,为此基于GA-BP算法建立了机组振动预测模型,统筹水力机组运行过程中受机械、水力和电磁等因素的关联性影响,结合广东省某水电站~#1机组状态监测数据进行分析验证。结果表明,与传统BP算法相比,在对~#1机组主轴、上机架振动预测中,GA-BP算法训练迭代步数分别从26步减少至6步和63步减少至26步,预测平均相对误差分别从10.18%减小至4.62%和11.42%减小至4.92%,模型的预测性能获得显著提高,为保障机组安全运行提供了重要的技术支撑。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

水电站全厂振动区及最优动力特性曲线研究

水电机组振动区的存在直接影响水电站厂内安全运行,研究考虑振动区的水电站最优动力特性曲线是实现水电站厂内经济运行的基础。首先在机组具有单振动区时利用组合数学推导出全厂振动区,分析表明水电站全厂振动区与水电站机组台数、机组振动区宽度及位置有关;然后根据全厂振动区通过引入惩罚函数求出水电站最优动力特性曲线。实例结果表明,水电站最优动力特性曲线考虑振动区时具有分段不光滑、不连续等特征,部分区域为避免机组运行在振动区发电流量有所增加。     

调压室对尾水隧洞明满流水力过渡过程影响研究

水电站水力过渡过程计算中,明满流现象一直是仿真模拟的难点。针对某大型水电站发生过渡过程时尾水隧洞中出现的明满流现象,采用数值模拟方法,研究了设置尾水调压室后,尾水隧洞明满流过程对机组尾水管进口最小压力及机组一次调频性能的影响。结果表明,尾水调压室可在一定程度上削减明满流对机组运行的干扰,同时尾水洞中的明满流又可减少调压室水位波动幅值,二者的合理搭配改善了尾水系统过渡过程品质,可为发生眀满流现象的水电站尾水系统设计提供借鉴。     

抽水蓄能电站上库侧式进/出水口数值模拟

进/出水口是抽水蓄能电站输水系统的重要组成部分,其水力性能直接关系到抽水蓄能电站的运行和经济效益。利用CFD软件,对某抽水蓄能电站上库四孔侧式进/出水口进行数值模拟计算,模拟其在不同库水位、不同运行工况下的水力特性,包括水头损失、通道中流量分配及流速分布情况。结果表明,该方法得到的数值模拟结果均符合客观规律,与物理模型试验结果具有较好的一致性和精度,可实现对抽水蓄能电站上库侧式进/出水口水力特性的预测,对指导实际工程建设具有一定意义。     

基于有限体积法的有压管道水锤计算

在水电站运行过程中,为了避免机组增减负荷产生的水锤威胁输水系统的安全,需要对有压管道中的水锤进行精确的模拟计算。基于有限体积法对有压管道水锤方程分别进行空间和时间尺度上的积分,并采用隐式的Crank-Nicolson格式对偏微分项进行处理,从而得到了具有二阶精度且无条件稳定的水锤方程离散格式。通过算例比较了该离散格式与特征线法的计算结果,结果表明,新推导的离散格式在计算有压管道水锤问题时具有较高的精度且稳定性较好。     

民治水电站混流式水轮机空化特性的试验研究

空化是一种具有较大破坏性的水力学现象,亦是威胁水轮机安全稳定运行的常见因素,以民治水电站混流式水轮机的D568-F17模型水轮机为例,对其进行能量试验,根据能量试验结果,选择合适的工况进行模型空化试验,并根据空化试验结果预期原型水轮机的空化特性。试验结果表明,原型水轮机的最高效率、额定效率和加权平均效率均满足水电站合同文件的相关技术要求;同时额定工况临界空化系数、初生空化系数亦满足水电站合同文件的相关技术要求。     

具有变频泵的泵站经济运行方式研究

为了探究具有变频泵的泵站供水系统的经济运行方式,以单方水耗电量最低为优化目标,根据水泵运行时的能量公式,推导出全泵机组单方水耗电量随水泵效率和变频器效率变化的数学模型,以山西省某供水工程泵站为例,根据水泵、变频器两者效率随变速比变化的关系曲线,提出在原运行方式下改变泵站净扬程并适当提高变频泵的变速比的经济运行方式,计算和比较了水泵机组在经济运行方式与原运行方式下的单方水耗电量。结果表明,经济运行方式比原运行方式节能,可达到降低水泵机组能耗、实现泵站经济运行的目的。     

三峡电站厂房振动及测试

为保障三峡电站厂房在振动情况下的安全运行,采用有限元法对三峡电站厂房机组段进行自振特性分析和共振复核,并通过模型试验得到流道的脉动压力值,分析厂房结构在脉动水压力下的振动反应,计算结果显示满足振动控制标准要求。为验证分析结果,对在156m水位下机组运行时楼板的振动进行了现场测试。结果表明,实测数据与计算分析结果在幅值、频率和分布规律上较接近,建立模型计算脉动压力值施加于厂房后的计算厂房振动方法可行。     

阿海水电站厂房结构抗振分析

以阿海水电站厂房结构为例,采用定性判别和定量分析两种方法评价了厂房结构抗振安全性,首先分析计算了主、副厂房及楼板等局部结构的自振特性,然后分析了3种潜在振源(机械、电磁、水力)的频率特性,并按共振校核法对厂房结构抗振安全性作出了定性判别,最后将机组水力激振作用下的厂房振动简化为简谐振动系统,采用逐步积分法定量计算了厂房结构的动力响应,所得结果可为厂房抗振设计提供参考。