专家论坛

  • “双碳”目标下电网多能源联合优化调度研究与实践

    裴哲义;孙骁强;王学斌;薛金淮;张小奇;向异;赵鑫;王锁平;霍超;

    “双碳”目标之下,随着新能源并网规模的持续增加和占比不断增大,电力系统平衡难度不断加大,如何依托大电网,发挥电网优化资源配置平台优势,科学制定新能源与常规能源的优化调度运行方式成为高占比新能源电网面临的一个艰巨挑战。本文以西北电网为研究对象,分析了影响新能源消纳的主要因素,以新能源消纳最大为目标,构建了水、火、风、光多能源联合优化调度模型,并分别对水电日内调节、跨日调节、火电深度调节以及新能源参与平衡等场景进行了模拟计算和分析比较。应用实践表明,本文构建的多能源联合调度模型科学合理,为新能源占比不断提高的新型电力高多电源联合优化调度提供了理论支撑。

    2022年04期 v.8;No.44 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 3280K]

特别策划——大型抽水蓄能电站机电工程关键技术优化及应用

  • 梅州抽水蓄能电站机电工程关键技术优化及应用

    陈泓宇;叶飞;张超;周赞;

    随着国家碳达峰、碳中和目标提出,能够更加快速、高质量地完成大型抽水蓄能电站机电设备安装成为蓄能电站建设者追求的目标。因水电建设采用的工艺、工序仍较多地沿用了传统方式,电站的建设周期一直以来没有取得突破。本文介绍了梅州抽水蓄能电站基建期在保证机电设备安装质量的前提下,对设备制造、机电安装、施工工具、调试应用等四个方面采取30多项技术优化措施,推行设备验收技术创新、大规模使用机械化施工工具和实施多项施工工序优化,大幅提升设备安装调试效率。梅州抽水蓄能电站通过对关键技术采用多项优化措施,加快了抽水蓄能电站项目建设,大幅缩短了电站建设周期,对后续电站建设有重要的参考价值。

    2022年04期 v.8;No.44 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K]
  • 水头大变幅水泵水轮机研制

    刘德民;赵永智;方玉建;许唯林;陈泓宇;黄晓东;魏炳章;林凯;

    能源是人类社会发展的必备需要,人类发展史就是一部能源发展史。在“碳达峰”和“碳中和”战略指引下,中国的能源生产形式和发展路径将会发生一次革命性的变化。如何有序减碳,实现我国碳排放的既定目标,又保证我国的能源安全,不影响经济发展,构建以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要抓手。400m水头段抽水蓄能机组是中国抽水蓄能的主力机型,在中国抽水蓄能市场占比中接近70%。东方电机抽蓄2.0的核心理念就是研制更安全、更稳定和更高效的抽水蓄能机组。东方电机在400m水头段推出了转轮叶片数9片和活动导叶数22个的组合机型,这是国内首个自主研发的机型。从机组运行效果来看,实现了梅州抽水蓄能机组国内首台水轮机工况和水泵工况水导、上导和下导的三导摆度均小于0.05mm,机组噪声88dB,树立了抽水蓄能机组的新标杆。

    2022年04期 v.8;No.44 19-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 4548K]
  • 全功率变速抽水蓄能机组变速变功率协同控制策略研究

    姜海军;戎刚;史华勃;单鹏珠;陈善贵;陈刚;

    本文针对全功率变速抽水蓄能机组有功功率与转速之间的协调控制问题,提出了一种全功率变速抽水蓄能机组变速变功率协同控制策略,研制了全功率变速抽水蓄能机组协同控制器样机,并搭建了RTDS仿真试验平台,对全功率变速抽水蓄能机组变速变功率协同控制策略进行了仿真试验验证,试验结果表明:协同控制策略正确,能够满足工程应用需求。

    2022年04期 v.8;No.44 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2647K]
  • 黏弹阻尼器在高速抽水蓄能电机轴系支撑中的应用研究

    刘政;陈泓宇;王申贵;梁宇强;

    本文结合高速抽水蓄能电机运行特点与阻尼器的特性,分析了黏弹阻尼器应用于高速抽水蓄能电机轴系径向支撑中的典型场景,对其系统设计、结构对比、刚度设计及提升进行了研究、归纳,并提出了相关建议,为黏弹阻尼器在高速抽水蓄能电机上的应用提供了一定的参考。

    2022年04期 v.8;No.44 37-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2545K]
  • 水电机组导瓦的温度升高及热稳定分析与处理

    梁宇强;钟建;刘政;

    针对某水电机组出现下导轴承温度过高及热不稳定现象,分析了轴承损耗的产生及热传导路径,提出了提高冷油温度以及增加喷淋油流量的解决方案,并通过改变单一因素的多组对比试验验证了措施的有效性。试验结果还表明:提高冷油温度比增加润滑油流量对控制瓦温,促进导瓦热平衡作用更加明显,但热油温度提高存在临界值,需要在实际操作时进行多次试验寻优。本文对处理导瓦热不平衡问题具有一定参考价值。

    2022年04期 v.8;No.44 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2161K]
  • 抽水蓄能机组新型隔声降噪外罩通风设计

    刘政;王勇;陈泓宇;何伟;杜芳勉;

    近年来,抽水蓄能机组开始使用新型隔声降噪外罩。本文对这种外罩设计的关键点之一,通风冷却进行了研究与分析,并与实际蓄能机组数据进行对比,为抽水蓄能机组外罩的功能性、实用性、外观性全面提升提供了思路。

    2022年04期 v.8;No.44 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2329K]

主机及其辅助设备

  • 考虑自由液面的灯泡贯流式水轮机数值模拟研究

    范志锋;林巧锋;黄叶雯;芦月;陈齐灯;郑源;

    贯流式水轮机流道较短,纵横尺度相当,且机组水头与转轮直径之比相对较小,因此库区自由液面与水体重力对水轮机内部流动影响较其他类型水轮机更明显。基于此,本文以福建某灯泡贯流式水轮机为研究对象,构建包含上下游水池在内的全过流流道模型,利用Fluent软件中VOF模型,对不考虑和考虑自由液面两种情况分别进行三维数值模拟并对结果进行对比,结果表明:考虑重力项和自由液面后,受到气相和水相的交互影响,机组流量提高了1.79%,转轮力矩减小了6.65%,效率降低了7.5%,压力脉动幅值更大,进出水池内与空气层交界处的压力比增大2.4%,导叶进口处湍动能产生突变,转轮区域涡速高,尾水管低压区分布更广。

    2022年04期 v.8;No.44 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3084K]
  • 基于ANSYS Workbench的水泵水轮机顶盖螺栓有限元分析

    王玉柱;蒋佳杰;李哲;徐刚;袁沅;

    本文基于ANSYS Workbench有限元分析软件建立了华东宜兴抽水蓄能有限公司机组顶盖、座环及螺栓的受力模型,分析、计算了不同数量的紧固螺栓松动或断裂导致预紧力消失后的临近螺栓的应力变化趋势。计算结果表明:螺栓变径圆角过渡处存在应力集中,螺栓光杆上最大等效应力位于光杆上部接近圆角过渡处位置;随着松动预紧力消失或断裂螺栓数量的增加,临近螺栓上最大等效应力同时增加并逐渐达到及超过螺栓的许用应力。模型仿真、计算结果为顶盖螺栓松动在线监测的必要性、可行性提供了必要的力学依据。

    2022年04期 v.8;No.44 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2727K]
  • 海南琼中抽水蓄能电站2号机组进水阀轴颈密封漏水缺陷分析及处理

    冯焕;徐明;王志楠;

    针对进水阀轴颈密封出现个别、偶发性漏水而密封外观正常的特殊现象,根据U形密封的结构和工作原理,研究U形密封的失效模式,排查、明确密封漏水原因。通过应用增大U形密封接触压力的改造方案,有效解决了漏水缺陷,验证了缺陷分析结论,相关经验可为大中型进水阀轴颈密封的选型及改造提供参考。

    2022年04期 v.8;No.44 65-67+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
  • 基于ITD-FE-SVD的水轮发电机组振动信号去噪方法

    胡雷鸣;黄卉;丁岳平;洪福文;袁长征;

    针对水轮发电机组振动信号呈现为非平稳、非线性且易受周围环境噪声影响导致机组振动信号特征难以准确提取的问题,提出固有时间尺度分解(Intrinsic time scale decomposition,ITD)结合模糊熵(fuzzy entropy,FE)奇异值差分谱(singular value decomposition,SVD)的水轮发电机组振动信号去噪方法。利用ITD先对振动数据进行分解以模糊熵为阈值,选取模糊熵值小于2的分量进行重构,达到第一次去噪的效果。再在这个去噪的基础上进行SVD分解,根据奇异值差分谱中奇异值变化较大的点来选择重构阶数对数据进行重构,从而达到几乎完全去噪的效果。最后将本方法和局部均值分解(LMD)结合模糊熵和奇异值差分谱的方法进行对比发现,ITD-FE-SVD去噪效果更好,能够保留更多的原信号信息。

    2022年04期 v.8;No.44 68-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 3595K]
  • 水轮发电机组轴瓦间隙不匀故障分析方法

    张兴明;郗发刚;邢志江;王江;杨昶宇;

    本文简要介绍了水轮发电机组轴瓦间隙不匀危害,并分析了目前轴瓦间隙监测的主要手段,对水轮发电机组轴瓦间隙不匀故障原理进行介绍,提出了水轮发电机组轴瓦间隙不匀故障模型。经过数据采集、数据处理,建立故障模型,基于故障模型进行数据计算分析,根据计算结果,及时发现水轮发电机组轴瓦间隙不匀故障,以指导设备运行,并通过设备实际故障案例举例说明该分析方法确实可行,且具有很好的推广意义。

    2022年04期 v.8;No.44 78-82+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2268K]
  • 发电电动机推力及下导轴承甩油油雾问题分析及处理

    高从闯;肖先照;黄艳;陈忠宾;

    本文以某抽水蓄能电站发电电动机推力及下导轴承为研究对象,针对推力及下导轴承存在的甩油油雾问题进行了分析和处理。总结了一些处理抽水蓄能机组甩油油雾问题的方法和防范措施。本文对后续类似问题的分析和处理具有指导意义。

    2022年04期 v.8;No.44 83-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K]

工程施工

  • 某抽水蓄能电站斜井隧洞TBM开挖支护稳定性分析

    童慧;贺欢;任鑫;张祥富;岳金文;

    TBM斜井隧洞掘进施工较钻爆法有许多优势。由于TBM开挖施工对围岩扰动小、超欠挖量小,设计的支护参数较钻爆法弱,且因设备限制支护范围也有不同。为优化TBM斜井隧洞支护方案并确保隧洞开挖支护结构的稳定性,以某个抽水蓄能电站工程为例选取不同围岩地质条件的典型断面,采用非线性有限元法进行支护结构稳定性分析。通过围岩塑性应变、锚杆mises应力、隧洞变形量、喷混凝土应力等计算结果比较分析TBM开挖支护参数的稳定性与适用性,为TBM斜井隧洞开挖施工的支护方案提供理论依据支持,为同类工程支护方案的选择提供参考。

    2022年04期 v.8;No.44 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 3447K]
  • 高砂水电站8号坝段稳定性分析

    陈锴;刘代彬;兰有磷;张昌隆;

    高砂水电站8号坝段坝基下存在一层全~强风化夹层,施工时虽已作工程处理,但仍是地质条件最复杂、岩性最差的坝段。目前水电站运行已超20年,从坝基存在的泥化夹层情况分析,该坝段坝基岩可能存在基岩软化、泥化夹层泡水软化及渗透破坏的可能性,对坝基稳定不利。近年监测数据显示,大坝坝顶变形、坝基扬压力变化总体稳定。通过定性定量分析、统计模型法对监测数据进行分析,了解到8号坝段的实际运行性态无异常,同时结合大坝稳定性复核计算成果,判断该坝段不存在稳定问题。

    2022年04期 v.8;No.44 92-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2694K]

水电站自动控制

  • 接入风光电的水电机组振动信号分析与故障诊断方法研究

    任岩;张琳琳;刘金伟;齐坚;崔换霞;

    构建新型电力系统是实现能源低碳转型的重要保障,水电与风光电互补发电可以平抑新能源出力波动。接入风光电的水电机组频繁启停加剧了机组振动、影响机组运行性能。考虑到80%左右的机组故障都在振动信号中有所体现,通过振动信号深入分析故障成因,对保障机组安全稳定运行具有重要意义。本文分析了常规水电与接入风光电的水电机组振动振动情况,介绍了国内外基于非平稳性振动信号的时频特征提取方法和故障诊断技术,探讨了未来水电机组故障诊断技术的发展趋势,为接入风光电的水电机组振动特性分析以及故障诊断技术的进步提供一定的参考。

    2022年04期 v.8;No.44 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2299K]
  • 某巨型水电站时钟同步系统设计和对时精度优化

    向龙;杨剑;刘成;王丁;潘颖杰;袁晁龙;

    主要阐述了某巨型电站时钟同步系统的设计依据和系统结构,用一、二、三级时钟的方案解决对时设备分散、接口多元化的问题,并通过延时补偿的方式,有效提高对时系统的时间精度,保障对时设备稳定、可靠运行,提高电厂的运行管理效率。

    2022年04期 v.8;No.44 103-106+114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2040K]

继电保护

  • 不同型式主变压器联合运行电气特征量分析及继电保护配置研究

    李吉生;桂林;徐小明;王祥珩;

    某电厂主变压器(三相变压器组)拟对C相进行单独更换,由于新C相与旧A/B相的阻抗及对地电容值存在差异,需要对主变压器新C相与旧A/B相联合运行下的电气特征量变化进行理论推导和仿真分析,校核与过电流保护相关的三相电流不平衡度,以及与定子接地保护相关的位移电压的变化等,以确定相关继电保护配置及定值整定的应对措施,为后续主变压器C相更换的实施提供决策依据。上述做法将为后续电站类似技改工作提供借鉴。

    2022年04期 v.8;No.44 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K]
  • 乌东德水电站继电保护系统设计

    刘月桥;毛健;

    近40年是我国大型水电项目发展的黄金时期,发电机/变压器、母线、断路器、线路等高压乃至特高压电气设备配套的继电保护装置日益完美,有关的规程以及反事故措施日益严密、完善。但因不同厂家的发电机定子绕组结构各有特点、电站电气主接线有异且相关人员视角不同,落实现行规程、反事故措施采取不同方案也很常见。本文重点介绍乌东德水电站继电保护系统中发电机主保护优化设计、发电机(GCB)非全相保护、500kV隔离开关三相不一致保护等具有特点的配置方案,希望对后续水电项目的设计具有借鉴意义。

    2022年04期 v.8;No.44 115-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2228K]