特别策划——西部水电开发展望与关键技术研究

  • 西部水电开发展望与关键技术研究

    陈东平;

    <正>改革开放以来,我国水电事业在体制机制、科技创新与规模发展方面分阶段发生了十分显著的变化。从改革初期计划经济体制下的生产力层面的改革,到市场经济条件下的生产关系层面的改革,从大锅饭体制到现代企业制度建设,我国水电紧跟国家改革开放的步伐,发生了天翻地覆的变革,水电装机容量从1978年的1728万kW飞跃至2020年的近3.6亿kW,目前已遥遥领先于世界。

    2021年01期 v.7;No.35 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1116K]
  • “十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施

    周建平;杜效鹄;周兴波;

    简要回顾了近10年中国水电开发理念的变化,分析了当前水电开发面临的新形势。从能源转型、江河治理、供水安全、生态安全以及自然灾害防治等方面,论证提出当前和未来都需要大力开发水能资源的结论。针对新时期水电开发面临的任务和挑战,提出未来水电开发必须贯彻落实"新发展理念",创新设计思维,统筹水电开发与生态环境保护、水电开发与移民发展,强化科技创新引领和信息化支撑作用,才能做到工程安全、环境优美与社会和谐相统一。

    2021年01期 v.7;No.35 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
  • 西南水电开发的科技创新与展望——以雅砻江流域水电开发为例

    陈云华;

    2020年,中国宣布力争2030年前实现碳排放达峰、努力争取2060年前实现碳中和的愿景,为绿色、清洁、可再生能源的规模化开发提供了战略平台。中国西南地区不仅水资源丰富,风光资源同样富集,开发潜力巨大。但是,由于西南地区生态环境脆弱、自然环境恶劣、地质条件复杂、征地移民困难、基础设施短缺、建设材料匮乏等因素,开发建设面临诸多世界级难题。本文以雅砻江流域水电开发为例,系统阐述了"一个主体开发一条江"创新实践,全面分析了管理创新、科技创新、环保水保、工程建设方面创新开展的主要工作。实践表明,在推进西南水电开发的过程中应继续坚持"一个主体开发一条江"的模式,实现流域水风光统一规划和一体化综合开发,有利于保护生态环境、落实移民问题、攻克技术难题、降低建设成本,改善运行条件,将流域资源优势充分转化为经济优势。

    2021年01期 v.7;No.35 6-10+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 6339K]
  • 中国水电新发展与西部水电接续开发

    杨泽艳;喻葭临;

    中国水力资源非常丰富,技术可开发量约为全球43%。中国水力开发100年历程大致可划分为艰难起步阶段(1904~1949年)、自主创业阶段(1950~1979年)、发力赶超阶段(1980~1999年)和突破发展阶段(2000~2018年)等四个阶段。特别是改革开放40多年以来,中国水电建设得到巨大发展,多项技术超越和领先世界水平,创新了大量世界之最,创造了中国水电智慧,并走向世界。未来,常规水电开发重心进一步向西部转移,机遇与挑战并存。中国西北水电接续开发需要深化科技创新研究与应用,强化生态环境保护研究,重视解决水库移民深层次问题。

    2021年01期 v.7;No.35 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K]
  • 堆石混凝土系列技术在西部水电工程中的应用

    金峰;周虎;李玲玉;黄杜若;

    堆石混凝土技术可以充分利用当地石料,环境友好,经济性好,工艺简单,建造速度快,已在工程中得到快速推广应用。截至2020年底,已新建、在建堆石混凝土大坝114座,其中,重力坝104座,拱坝10座,最大坝高90m。基于堆石混凝土基础研究,相继发明的水下自护混凝土与自流控制灌浆技术,可以在水下施工、地基处理、大坝加固等诸多领域应用。本文介绍了堆石混凝土系列新技术在佰佳、沙坪二级、野三河、龙背湾、斜卡等西部水电工程中的应用,可以为工程技术人员提供参考。

    2021年01期 v.7;No.35 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 13501K]
  • 西部某水电站覆盖层地基离心机动力试验数值模拟

    邹德高;刘京茂;汪玉冰;李俊超;李多;陈涛;王锋;

    地震荷载作用下深厚覆盖层地基模量和强度会因孔隙水压力上升发生弱化,其会导致地基发生较大的变形进而影响高土石坝的坝基-坝体防渗体系稳定和安全,甚至会引发大坝溃决造成重大损失。本文应用大连理工大学自主研发的岩土工程高性能非线性有限元分析软件GEODYNA和静动统一实用化弹塑性本构模型,对西部某水电站覆盖层地基离心机试验进行了动力弹塑性有效应力数值分析,研究了地震条件下覆盖层地基加速度响应及孔压发展情况,并与试验进行了对比。结果表明:计算和实测加速度幅值大小变化规律吻合较好;计算孔隙水压力随地震时间变化的幅值大小与实测数据基本一致。研究成果验证了开发的本构模型和软件的合理性和可靠性,可为覆盖层上高土石坝地震安全评价提供有效的数值分析工具。

    2021年01期 v.7;No.35 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2740K]

主机与辅助设备

  • 水轮机调速器液压随动系统精细化建模研究

    蔡卫江;蔡博宁;

    本文分析了当前电力系统仿真所采用的液压随动系统模型的不足,通过对其电液转换单元、液压放大单元、执行机构的内部结构分析,以及试验测试,获得了各环节的传递函数和准确参数。并通过MATLAB Simulink建立了随动系统的准确模型。然后接入PID控制器和各环节反馈进行了闭环测试,通过大、小两种阶跃扰动,开展了实际物理设备的试验和MATLAB仿真试验,并对试验结果进行了对比,表明所建立的液压随动系统模型与实际物理对象拟合度较好,可以提升目前电网仿真所采用的模型精度。

    2021年01期 v.7;No.35 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 4410K]
  • 发电电动机空冷器波纹管补偿器失稳原因分析及处理

    赵贵前;张永杰;冯东磊;陈善贵;李兵;

    本文通过介绍某抽水蓄能电站发电电动机空冷器波纹管在试运行期发生的失稳故障,其主要原因是选型和安装不符合要求造成,说明了正确地选择波纹管结构,严格按工艺要求安装,是保证抽水蓄能技术供水波纹管补偿器安全可靠性的有效措施。

    2021年01期 v.7;No.35 39-40+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2453K]
  • 大型水轮发电机组使用制动器顶转子不水平问题探讨

    何强锋;陈媛;何佳;

    本文介绍了某大型水电站26F水轮发电机组修后盘车调整推力头与转子中心体下法兰同心度工艺,并在调整过程中,发现了大型水轮发电机组使用制动器顶转子不水平问题,该问题影响水轮发电机组的安全,需要引起人们的高度重视。本文对使用制动器顶转子不水平问题进行了分析,并通过试验得出具体水平差值,计算出转子不水平带来的影响,并提出改进建议。

    2021年01期 v.7;No.35 41-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2162K]

自动控制

  • 巨型水轮发电机组高可靠性电源冗余控制技术应用与研究

    周立成;张堃;艾远高;金笑笑;李翰夫;

    针对某巨型水电站巨型水轮发电机组电气盘柜DC 24V电源冗余控制系统,通过对不同种类DC 24V电源冗余控制方式及电气元件性能的分析,研究一种适用于巨型水电机组电气盘柜各类工况、电气元件表现良好、稳定、可靠且利于维护的DC 24V电源冗余供电控制系统,并将研究成果应用于现场设备。

    2021年01期 v.7;No.35 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2662K]
  • 某抽水蓄能电站主变压器低压闭锁过流保护动作原因分析及改造方案

    宋泽超;张浩;刘勇;胡峰超;

    本文对某抽水蓄能电站主变压器复合低压闭锁过流保护动作原因进行了详细的分析。该保护装置采取冗余配置,两套保护装置中复合低压闭锁过流保护采用的电压量为主变压器高压侧同一电压互感器的不同绕组,针对本次保护动作暴露的缺陷,通过对比两套保护装置采集到的电压量是否同时消失,判别是否对该保护出口进行闭锁,从而使该保护动作的正确率进一步提高,最终实现对主变压器及机组保护TV断线功能进行完善。使该保护在高压侧一次主接线电压降低并满足过流条件时正确动作,而非在电压互感器二次回路断开并满足过流条件时误动作。

    2021年01期 v.7;No.35 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2214K]

水工及其水力学

  • 抽水蓄能电站沥青混凝土防渗面板裂缝处理及防治措施

    王樱畯;赵琳;

    施工质量良好、致密的沥青混凝土防渗面板几乎是不漏水的,最易出现面板裂缝和缺陷的时期是蓄水初期,过快的水位上升或下降速率极易引起过大的基础层变形,从而导致面板出现裂缝。地质条件、水库的运行条件、不均匀沉降等均可造成沥青混凝土面板的裂缝,应根据工程的实际条件,并结合裂缝的产状及发展情况,对裂缝的成因进行综合判断,并采取相应的防治措施。沥青混凝土防渗面板的裂缝修补较为复杂,对工程的后期运行影响较大,因此修补措施应根据工程的实际特点及已建工程的裂缝修补经验综合制定。

    2021年01期 v.7;No.35 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2448K]
  • 洛宁抽水蓄能电站排沙洞出口岩质边坡安全控制研究

    张兴彬;潘福营;张钿;杜藏;刘旭阳;覃卫民;

    洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞出口边坡为高陡岩质边坡,该处边坡存在风险主要有:边坡岩体结构面发育、泥化夹层等不良地质风险;爆破开挖加剧岩体结构面扩张的施工风险;下方排沙洞隧道施工对上方边坡的稳定性影响。边坡施工期间出现小范围垮塌,为保证隧道口边坡的安全稳定性,开展了风险分析、边坡稳定性分析、支护优化设计、现场监测相结合的边坡稳定性研究工作。边坡稳定性分析表明:爆破施工引起的振动效应使得边坡的剪应变及位移增大,边坡应力增大有可能超过岩体抗剪强度,导致岩体沿结构面滑出。通过在边坡上埋设以阵列位移计及多点位移计为主的深部位移监测孔,以信息化思路指导边坡运营及隧道施工。目前隧道进尺50余米,边坡阵列位移计的竖向最大位移约为3mm,多点位移计的水平向最大位移约为4mm。现场监测及巡视结果表明:隧道口区域的边坡及隧道均处于安全状态。

    2021年01期 v.7;No.35 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 8854K]
  • 基于强度折减的洛宁抽水蓄能电站黄土边坡稳定性研究

    张学清;潘福营;殷康;龚振如;贾伟珑;朱涛;

    洛宁抽水蓄能电站业主营地区域某边坡为五级黄土边坡,为了确保边坡稳定性以及边坡前宿舍楼的安全,运用FLAC 3D有限差分软件对该边坡分步开挖施工及运行进行数值模拟,通过计算不同工况下边坡的变形,评价边坡安全状态。研究结果表明:施工期施加支护对边坡位移的抑制作用明显,边坡出现的位移最大值由140mm降低到16mm,锚杆支护对边坡位移的抑制作用很大,挡土墙的锁脚作用很明显;现场监测数据与数值模拟结果大致吻合,表明本次计算采用的数值模型是合理的;经过强降雨或雨季的岩土体干湿循环工况,边坡出现的位移值没有超过控制值,边坡安全风险处于可控状态。

    2021年01期 v.7;No.35 64-68+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 3323K]

运行与维护

  • 基于台账数据图谱的设备家族缺陷预控检修技术

    巩宇;姚明亮;张豪;

    作为电力设备台账数据的关键字段,功能位置类型、品类、型号、厂家、设备参数、缺陷信息、运维信息等信息,以台账数据ID为主关键字组织在一起。过去由于缺乏有效手段挖掘,海量台账数据价值没有被挖掘。本文提出可供计算机实现的标准化技术,将任意台账数据表转化为稀疏邻接矩阵,再将邻接矩阵转化为图谱,根据台账数据图谱中同一功能位置类型下所关联的设备型号、生产厂家、技术参数获知潜在互为备品的信息和台账数据质量情况。根据同一品类、型号所关联的功能位置类型、缺陷表象、缺陷原因、处理措施字段获知设备家族缺陷,根据处理措施字段形成有针对性的预控设备家族缺陷发展的检修方法。

    2021年01期 v.7;No.35 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2260K]
  • 水电机组一次调频试验用信号分析与探讨

    丁占涛;赵文利;张雨晗;程远楚;

    水电机组一次调频试验通常采用阶跃信号作为频率输入信号,但在实际电网运行中,经常会出现试验结果合格的机组一次调频过程中被考核现象。基于以上背景,本文对水电机组一次调频试验信号进行分析,指出了利用阶跃信号进行一次调频的局限性,提出了使用宽度可调的脉冲信号开展一次调频试验的补充方案。并建议在通过阶跃信号方式试验选取较优的一次调频控制参数后,需在小脉宽(6~10s)脉冲信号下进行一次调频指标检验。

    2021年01期 v.7;No.35 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2725K]

工程施工

  • 文登抽水蓄能电站地下厂房初始地应力场反演分析

    何少云;何军;胡紫航;卫洋波;

    文登抽水蓄能电站属于大(1)型电站,电站地下厂房区域地应力场受地质构造影响明显,局部测点的地应力结果无法直观反映整个区域的地应力场分布情况。为了获得电站地下厂房区域的初始地应力场分布情况,结合地应力实测结果、多元线性回归方法和三维有限差分法,对电站地下厂房区域的初始地应力场进行了反演,并基于反演结果对区域的地应力场特征进行了分析。结果表明,地下厂房区域的天然地应力场以水平构造应力为主,最大主应力与区域的断层走向近似平行,且与厂房纵轴线呈35°左右的夹角。

    2021年01期 v.7;No.35 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 3538K]
  • 分选机制砂对混凝土性能影响试验研究

    童慧;代晓妮;钟聚光;袁涛;

    平江抽水蓄能电站泵送混凝土使用的花岗岩为主的人工细骨料,云母含量较高。通过分选工艺降低游离云母的机制砂配制混凝土,性能试验结果表明:分选后机制砂混凝土拌和物混凝土用水量减少,混凝土工作性能提高,混凝土的抗冻性能得到改善。

    2021年01期 v.7;No.35 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 6866K]
  • 抽水蓄能电站斜(竖)井导井开挖施工技术综述

    潘福营;温学军;

    每座抽水蓄能电站工程包括多条斜(竖)井,施工工艺一般是先开挖导井再从上至下进行扩挖成型,导井开挖有人工法、机械法等多种施工工艺,斜(竖)井施工难度大、安全风险高,本文就导井开挖施工技术进行全面总结概述,各项目可根据工程具体情况综合论证后确定导井施工方法。

    2021年01期 v.7;No.35 91-93+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1893K]
  • 水电工程反井钻施工效率影响因素浅析

    张云飞;曹畅;张琦;

    反井钻施工技术在水电工程竖井、斜井开挖过程中应用日渐广泛。本文依托实际工程统计数据,通过数据处理和分析,探讨了工程地质、井深、倾角和导井直径四个因素对施工效率的影响。最终指出井深、倾角和导井直径因素与反井钻施工效率的关系,为反井钻施工技术经济研究提供了参考。

    2021年01期 v.7;No.35 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2535K]

金属结构

  • 河北丰宁抽水蓄能电站高强钢岔管设计优化与技术研究

    余健;刘蕊;喻冉;

    河北丰宁抽水蓄能电站是当前世界上在建装机容量最大的抽水蓄能电站,本文根据设计方案按初拟缝隙值和围岩弹性抗力系数,在联合受力条件下对岔管体形参数进行三维有限元设计优化,经优化后最终方案岔管的结构既满足明岔管准则的应力控制标准又符合埋管工况下的抗力限值要求,体形参数选择也满足规范要求,其成果对工程应用及国内外同类型电站钢岔管设计优化有指导和借鉴意义。

    2021年01期 v.7;No.35 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1958K]
  • 拦污漂在河床式厂房水电站的设计与应用

    文胜良;曹波;赵鸿文;

    径流式开发中的河床式厂房水电站一般库容小,发电水头较低,常采用贯流式水轮发电机组,机组进水口高程较原始河床低而形成前池,在检修或汛期不发电时,水流流速降低部分树木等漂(悬)浮物与泥沙容易在前池或进水口范围内淤积,可能造成进水口拦污栅堵塞,严重时可影响发电水头,或造成检修闸门启闭困难、导水机构和水轮机组卡阻等不良影响。本文通过浮式拦污漂在南欧江一级水电站中的设计和实践,对拦污漂在河床式厂房水电站开发中的应用和推广起到了一定的参考和指导作用。

    2021年01期 v.7;No.35 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2234K]

电气设备

  • 显著性差异法则在变压器状态评估中的应用

    李宪栋;蔡路;王宏飞;袁彦凯;赵震;

    评估指标体系和状态划分是变压器状态评估中的关键因素。合理确定变压器状态分级标准对确定变压器状态等级至关重要。变压器状态划分依据经验一般分为正常、注意、异常和严重四个等级,现有分级方法缺乏合理统一的依据,在变压器状态评估中容易引起混乱。显著性差异法则把30%的变化作为判断依据,可以按照这一法则根据评估指标为变压器状态分级。采用层次分析法模型和健康指数模型分别对运行状态良好的同一变压器进行评估,得到一致的评估结果,验证了显著性差异法则分级标准对变压器状态分级的合理性。

    2021年01期 v.7;No.35 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
  • 大型水电站厂用交直流电源开关名称优化研究及应用

    胡金平;董钊;

    通过统筹规划交直流各系统、各级进线及馈线开关编号,确保各系统、各级进线及馈线开关编号具有唯一性、相关性;再结合设备二次图纸和现场实际接线,优化设备空气开关"功能"名称,且新增电源属性、电压等级,并创新引入电源取向。根据优化后的设备空气开关名称即可准确判断出空气开关的供电设备、电压等级、电源属性、电源取向,大幅提高隔离故障设备的准确性和及时性。

    2021年01期 v.7;No.35 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2849K]