特殊工况下抽水蓄能电站系统参数过渡过程分析.pdf

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1、第47卷第19期人民长江V01．47．No．192016年10月YangtzeRiverOct．，2016文章编号：1001—4179(2016)19—0102—04特殊工况下抽水蓄能电站系统参数过渡过程分析孙丽君，李海涛(山东省胶东调水工程寿光管理站，山东寿光262700)摘要：在抽水蓄能电站水力过渡过程数值模拟中，由于水泵一水轮机全特性曲线所具有的特殊性，使得尾水管进口最小压力在机组相继甩负荷工况下会大幅度降低，且时常会成为控制值。以一维刚性水锤及弹性水锤的特征线方法(MOC)为理论基础，结合某“一洞两机”布置形式的抽水蓄能电站工程实例，对该电站相继甩

2、负荷工况下引水隧洞洞径及尾水岔管相对位置对过渡过程的影响进行了数值模拟。结果表明：在设置尾水调压室的情况下，拟通过改变引水隧洞洞径来调节尾水进口最小压力的措施是不经济的，引水隧洞的面积只需使其中的水流能够保持经济流速即可；在满足工程布置的前提下，应尽量减小尾水支管的长度，以保证输水发电系统的安全运行。关键词：尾水调压室；洞径；岔管；特殊工况；抽水蓄能电站中图法分类号：TV732．5文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．19．020的一台机组时的尾水管进13最小压力最危险。在1引言工程设计中，时常会对输水系统的参

3、数进行调整，进而近年来，抽水蓄能电站已广泛应用于电网建设中，会影响到调节保证计算的控制压力，而多项保护措施抽水蓄能电站在电力系统中担负削峰填谷、旋转备用、的相互作用机理还不是很明确。事故备用、调频、调相等任务。为了减少抽水蓄能电站本文拟通过对不同引水隧洞洞径下的抽水蓄能电的投资，输水系统往往采用分组供水的方式，即2台或站尾水管进口压力及岔管相对位置进行模拟，探究引多台可逆机组共用一个引水隧洞，各机组间通过岔管水隧洞洞径及尾水岔管的相对位置对抽水蓄能电站特进行水力连接，一旦其中一台(或多台)机组甩负荷紧殊工况下尾水管进13最小压力的影响，由此提出有利急停机，

4、由此导致的水锤压力将对其他运行机组产生于改善尾水管最小压力的控制措施，为相应工程设计影响，可能诱发相继甩负荷事故。张健、索丽生对提供参考。尾水调压室设置条件进行讨论时指出，尾水管最小压2构建数学模型力可能出现在同一水力单元机组相继甩负荷这一特殊工况下；张健、卢伟华等对输水系统的不同布置在描述任意管道中的水流运动状态的基本方程相继甩工况下进行了研究，结果表明系统布置对水为锤压力影响显著，将导致尾水管进口最小压力出现最小控制值，同时分析得出了相继甩工况最危险时刻点詈Aa％+警at+agA20aQ％一詈Asi=0(1)是先甩机组过流量为零时刻附近的结论；张春在此

5、基g++{+=0c2，础上对抽水蓄能电站一管多机的布置形式进行了相继甩工况研究，同时得出了尾水管最小压力发生在相继式中，日为测压管水头；Q为流量；D为管道直径；A甩负荷工况下的结论；蒋玮通过对一管多机布置形为管道面积；t为时间变量；为水锤波速；g为重力式的抽水蓄能电站研究后发现，后甩尾水管管道最长加速度；为沿管轴线的距离；f为摩阻系数；卢为管轴收稿日期：2016—04—08作者简介：孙丽君，女，助理工程师，主要从事水利工程管理工作。E—mail：jdds—slj@163．corn第19期孙丽君，等：特殊工况下抽水蓄能电站系统参数过渡过程分析103线与水平面

6、的夹角。径尺寸的增加，无论输水系统中是否有尾水调压室的上述公式可简化为标准的双曲型偏微分方程，从防护，蜗壳末端的最大压力均出现下降的趋势。当输而可利用特征线法将其转化成同解的管道水锤计算特水系统无调压室防护时，蜗壳末端最大压力由645．39征相容方程。m下降到了614．87m，下降了3O．52m；当设置尾水调压室之后，尾水进口的最小压力得到了明显缓解，而机3工程实例分析组引用的水头一般不变，由于机组的引用水头为3．1工程概况Hi。=H。。。。一H。，当尾水进口压力上升时，蜗壳末端压力也随着上升。随着隧洞洞径尺寸的增某抽水蓄能电站引水发电系统采用“一洞两机”

7、加，蜗壳末端最大压力由659．64m下降到了628．83的布置形式，尾水主洞处设置尾水调压室，其水力单元In，下降达30．82m，与无防护措施时压力的下降值接平面布置如图1所示。近。如图3所示，在常规工况下，尾水管进口最小压力在无防护措施时由一4．03m下降到了一11．65m，下降了7．62m；而设置尾水调压室之后，压力尾水进口的最小压力由42．01m下降到37．10m，下降了4．91m。由于尾水调压室的调节作用，略小于无防护措施下尾水压力的降低值。图1工程布置简图2台水泵一水轮机机组额定出力为306．10MW，额定流量为82．40m／s，额定水头为406

8、．00m，额定转速为428．60r／min，转轮直径为4．24m，