抽水蓄能服务新型电力系统研究

  • 全功率变频抽水蓄能机组在局部电网应用模拟分析

    叶宏;孙平;王婷婷;梁国辉;毕旭;李赫明;康旭;

    由于常规的抽水蓄能电站发电机组大多是定速机组,不能适应未来以新能源为主体的新型电力系统迅速、准确调节要求。采用全功率变频技术,可以有效地改善电力系统的运行灵活性,并提升新能源消纳。本文通过在局部电网中进行全功率变频抽水蓄能机组应用模拟分析,研究全功率变频抽蓄机组作用。

    2022年06期 v.8;No.46 1-4+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2314K]
  • 抽水蓄能在新型电力系统中发展的思考

    倪晋兵;张云飞;

    抽水蓄能是新型电力系统的基本组成部分,是当前技术最成熟、经济性最优的清洁灵活性调节电源。抽水蓄能在新型电力系统中的科学发展需要与系统的需求衔接,从系统整体统筹考虑、与新型储能协同发展、加强多样化开发。在能源转型初期,抽水蓄能的发展应以政策性驱动为主,并逐渐加强市场驱动。同时,在我国碳达峰窗口期短、减排压力巨大的情况下,对抽水蓄能促进电力系统整体的碳减排作用应予以应有的重视,积极推进与新型电力系统构建相关的碳核算行业体系建设。

    2022年06期 v.8;No.46 5-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
  • 联合运行式抽水蓄能电站的建设运行现状及发展思考

    卢兆辉;张盛勇;张正平;

    实现“双碳”背景下清洁能源产业蓬勃发展,抽水蓄能电站作为当前最具规模、技术成熟、高效经济、运行可靠的储能设施对促进新能源消纳、构建新型电力系统、保障电网安全稳定运行具有不可替代的重要作用。目前纯抽水蓄能电站正大规模开发建设,但优良站址将逐渐减少,《抽水蓄能中长期发展规划(2021~2035年)》中大力倡导结合常规梯级水电站建设联合运行式抽水蓄能泵/电站。本文针对新时期国家对抽水蓄能电站发展的新需求,系统分析了联合运行式抽水蓄能电站的特点及优势、发展现状及存在问题,对联合运行式抽水蓄能泵/电站的建设和发展提出了相关的参考建议与对策,以期对联运式抽水蓄能电站的发展提供一定的借鉴。

    2022年06期 v.8;No.46 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2397K]
  • 沥青混凝土面板堆石坝强震变形模式和极限抗震能力分析

    邹德高;彭俊;李俊超;陈涛;刘京茂;王建全;陈楷;

    为实现碳达峰、碳中和目标,我国拟规划建设一批以沥青混凝土面板堆石坝为挡水构筑物的抽水蓄能电站。但目前强震下此类工程的变形模式和极限抗震能力研究严重滞后于工程实践。本文基于动力弹塑性整体变形分析、局部滑移量数值分析研究,阐明了强震下沥青混凝土面板堆石坝强震变形规律及模式,基于坝顶震陷率、坝坡滑移量、面板拉应变3项指标评判了某沥青混凝土面板堆石坝的极限抗震能力。研究成果可为同类沥青混凝土面板堆石坝变形模式及极限抗震能力评价研究提供参考。

    2022年06期 v.8;No.46 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2459K]
  • “双碳”目标下新型电力系统发展综述

    徐三敏;张云飞;赵添辰;侯世豪;

    提出碳达峰、碳中和目标是国家做出的重大战略决策,事关全社会可持续发展和构建人类命运共同体,构建新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的重要举措。本文对已有研究成果中新型电力系统的内涵、特征、典型场景预测、实施路径等四个方面进行了归纳总结,梳理了构建新型电力系统应满足的安全、低碳、经济等基本要求,分析了典型场景中各类电源装机规模及发电量的构成,指出在新型电力系统构建实施路径中应重点考虑煤电有序退减、新能源科学高速渗透和灵活性资源合理配置,其中煤电退减应按照先慢后快的路径进行,新能源的高速渗透应考虑系统的消纳能力。

    2022年06期 v.8;No.46 21-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2283K]
  • 抽水蓄能联合新能源替代火电参与电力电量平衡能力研究

    张云飞;张弓;徐三敏;赵添辰;侯世豪;

    随着“双碳”目标的提出,我国加快新型电力系统建设,风电、光伏等新能源替代火电规模逐渐增加,需要配置更多的调节电源应对不断增强的新能源出力波动。抽水蓄能作为目前功率和容量最大、技术最成熟的调节电源,通过联合新能源,能够替代火电参与电力电量平衡,提升新型电力系统的稳定性与灵活性。本文针对高比例新能源区域电网,构建电力电量平衡计算模型,基于电力时序仿真计算,评估抽水蓄能联合新能源代替火电参与电力电量平衡的能力。以系统各电源总投资成本为约束条件,分别调整抽水蓄能与新能源容量配比和抽水蓄能联合新能源与火电容量配比,观察新能源弃风弃光量与碳排放量等指标,对比分析不同配比情况下新能源联合抽水蓄能对火电的替代效果。计算结果显示,当总投资成本不变时,随着抽水蓄能与新能源容量配比的升高,弃风弃光量明显下降,碳排放持续减少;随着抽水蓄能联合新能源与火电容量配比升高,弃风弃光量与碳排放量均会呈现先下降再上升的变化趋势。这提示我们在进行抽水蓄能实际规划工作中,不仅要合理配置抽水蓄能与新能源占比,还需要考虑在抽水蓄能联合新能源与火电机组之间进行合理的容量配置。

    2022年06期 v.8;No.46 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K]
  • 抽水蓄能电站压水气系统中压储气罐排污工况致气罐噪声的数值模拟研究

    孙逊;龙哲;刘启明;毛思宇;

    为分析抽水蓄能电站压水气系统中压储气罐排污工况运行时气罐存在的噪声污染问题,对中压储气罐及其附属设施进行全通道非稳态数值模拟,详细分析了排污工况中气罐的流场与声场状态。使用近场噪声分析方法,对排污工况下气罐的噪声问题进行了全面分析,并根据噪声强度分布,探求了噪声发生机理并精确定位了噪声源的位置,为排气压水系统的进一步优化设计、降低气罐噪音提供了科学依据和重要支撑。

    2022年06期 v.8;No.46 32-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 3265K]
  • 瞬变电磁法在抽水蓄能电站地下洞室超前地质预报中的应用

    吴强;郭佑国;晏凯;

    抽水蓄能电站地下洞室超前地质预报探测方法主要为地质雷达法,该方法探测距离短,探测时间长。为提高地下洞室地质预报工作效率,准确掌握掌子面前方信息,安徽桐城抽水蓄能电站选取两个试验段,采用探测距离长、探测范围广、探测时间短的瞬变电磁法进行地下洞室超前地质预报。通过瞬变电磁法探测结果与地质素描结果对比分析,试验结果表明瞬变电磁法探测结果与地质雷达法、地质素描结果基本一致,且探测范围更广,探测精度也较高,为地下洞室开挖争取了更多的时间。

    2022年06期 v.8;No.46 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 5911K]
  • 抽水蓄能电站空载变压器分闸过电压的现场实测与仿真研究

    夏斌强;施经纬;

    为了获得抽水蓄能电站中切除空载主变压器导致的分闸过电压水平,首先通过安装GIS内置式传感器,对实际工程中的空载主变压器分闸过电压进行了实测;而后,对实测波形的波形特征进行了基于EMTP软件的仿真复现和敏感性分析。结果显示,空载主变压器分闸过电压幅值较低,分闸波形中的振荡不是断路器的多次重击穿或铁磁谐振,而是电力变压器的退磁现象,随着高压电缆长度的增加,振荡次数也显著增加。

    2022年06期 v.8;No.46 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2630K]

2022年中国水电青年科技论坛优秀论文

  • 西霞院电站基于高含量推移质水流工况下环氧砂浆修复材料优化研究

    谢宝丰;梁国涛;刘焕虎;

    黄河流域水流含沙量大,水流中挟带大量推移质,包括比较粗的砂砾石颗粒,以及在水流推动作用下前移的较大粒径块石等。推移质以滚动、滑行、跳跃的方式移动,其破坏力比悬移质更大,往往能对水利工程泄输水建筑物造成功能性损坏。西霞院工程是位于黄河中下游的大(2)型水利枢纽,受水量调度及水情影响,连续三年经历“低水位、大流量、高含沙、长历时”泄洪运用方式,导致水流挟带大量的推移质及悬移质,对工程的水下建筑物、金属结构,特别是对泄水、输水建筑物造成了严重的冲磨破坏。本文在原配方专利环氧砂浆基础上,研究设计优化方案,研制出以SiC为主骨料的新型环氧砂浆,在抗压、耐磨、增韧等性能上有较大提升,解决了水工泄洪建筑受推移质磨蚀破坏修复的问题。

    2022年06期 v.8;No.46 51-53+61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
  • 300m级超高心墙堆石坝接触黏土施工工艺研究

    迟欣;

    两河口水电站建坝河谷为狭窄、陡峭的岩石岸坡,坝基岸坡浇筑1m厚的盖板混凝土,为避免大坝与盖板混凝土接触界面处可能发生的较大剪切错位变形,设计在接触界面处设置了柔性较好和适应变形能力较强的接触黏土,接触黏土必须具备良好的塑性和黏性、良好的抗渗变形能力。接触黏土施工质量的好坏对300m级超高心墙堆石坝防渗、变形稳定及确保工程安全至关重要,本文主要介绍其施工工艺及质量控制方法。

    2022年06期 v.8;No.46 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2546K]
  • BIM+全过程咨询管理平台在水利工程中的探索与实践

    尤林奇;刘瑾程;肖光磊;

    近年来,工程全过程咨询管理模式逐渐增多,在此模式下对工程全生命周期管理的集成化、协同化需求增大。而BIM技术作为贯穿工程全生命周期的载体,能集成全过程各类管理数据,与全过程咨询业务相契合。本文基于实际水利工程项目创新性探索和实践了BIM+全过程咨询工程管理模式,在充分分析工程现场全过程咨询管理需求的情况下,开发基于BIM的全过程咨询管理平台,功能涵盖从项目前期决策期到竣工期,重点针对设计期和施工期进行综合管理。通过可视化、线上化等方式降低各参建方沟通时间;及时发现设计和施工问题,节省了工程投资,最终在疫情期间高效完成了咨询工作,提高了工程现场管理的可视化、精细化、便捷化,取得了良好的工程管理效益。

    2022年06期 v.8;No.46 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2969K]

大坝监测自动化

  • 大型水电站泄洪闸门异地控制安全控制方案研究

    黄新祥;尹志超;周玉安;赵雨梦;

    为提高水电站泄洪安全性,减少泄洪过程中水位及水头变化幅度,提高水能利用率和泄洪闸门启闭执行效率,进而提高防灾减灾应急响应度,流域中心需在远程条件下安全可靠地控制水电站泄洪闸门开度。本文采用分层分级式的安全策略设计、“时间”和“开度”双变量逻辑算法以及软硬件结合的主动容错等关键安全技术,提出了一种比较完善的大型水电站泄洪闸门异地安全控制方案。实践证明,该方案有效提高了泄洪闸门远程异地控制的安全可靠性,对大型流域梯级水电站泄洪闸门的异地远程安全控制具有重要的借鉴意义。

    2022年06期 v.8;No.46 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2376K]
  • 丰满新坝三期泄洪洞封堵监测资料分析

    李作光;

    本文对丰满新坝三期泄洪洞封堵监测项目进行了介绍。为了判断监测值的变化情况,首先对监测数据进行可靠性检查,然后对各监测物理量的测值进行特征值统计并绘制时空分布曲线,对各物理量进行全面分析,得出分析结论。

    2022年06期 v.8;No.46 74-77+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2292K]
  • 基于光纤测温传感器的坝前水库和升船机塔柱监测资料分析

    刘勇军;丁琦华;耿峻;

    本文简要介绍了分布式光纤和光栅光纤测温传感器原理及在三峡坝前水库、三峡升船机塔柱的埋设应用。通过对光纤测温传感器在坝前库水温的资料分析,得出了三峡坝前水库基本无水温分层现象的结论,光纤测温传感器也为在不同高程空间上的库水温度连续监测和坝前水库淤积监测提供了新的方法。同时光纤光栅技术成功应用在升船机塔柱施工期及运行期的混凝土温度监测,为该类监测仪器的应用积累了宝贵的工程经验。

    2022年06期 v.8;No.46 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2654K]
  • 非接触式灌浆智能监测技术在抽水蓄能电站工程应用研究

    唐国峰;崔志刚;刘锦程;鲁恩龙;赵绪新;叶红星;

    灌浆工程质量直接影响电站安全。当前灌浆施工作业过程中主要依靠人工取样和传统在线灌浆监管设备实现对灌浆施工作业监控,存在监测数据精准度较差、外部环境干预较大、数据不共享、监管难度较大等诸多管理难题。本文通过研究基于伽马射线技术的非接触式灌浆智能监测技术应用,实现对灌浆施工过程质量进行监测,为灌浆施工质量监测提出了一套全新技术手段和应用实施方法,为灌浆施工质量提供实时监控和连续保障,在荒沟抽水蓄能电站工程应用实践中取得了较好的应用效果,为抽水蓄能建设工程必不可少的灌浆施工质量监测提供了一项有意义的技术实践和创新。

    2022年06期 v.8;No.46 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 2706K]

主机及其辅助设备

  • 基于大数据的水轮发电机组振动区修复

    邱志勤;

    针对二滩水电站各机组在靠近振动区运行时工况欠佳问题,利用大数据分析方法,借助R语言数据分析平台,对二滩水电站水轮发电机组稳定运行数据进行了深度地挖掘和分析,界定了机组稳态运行工况下各部位振动幅值边界,并对机组振动区进行了精准修复,大大提升了机组的运行可靠性,保证了机组的长期安全稳定运行。

    2022年06期 v.8;No.46 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2314K]
  • 基于换热系数的水电机组冷却器冷却效率分析方法

    张兴明;吴涛;张宏;禹越美;邢志江;

    水电厂水轮发电机组运行过程中会产生大量的热量,须在热量集中的重要部位安装冷却器,对其及时进行冷却散热,否则会严重影响设备使用性能和寿命。水电厂一般通过监视冷却体与被冷却体的温度,来判断冷却器是否工作正常,但温度通常是一个长期的缓变过程,很难从单一温度反映冷却器工作效率,因此如何有效判断冷却器工作效率是否良好显得尤为重要。本文利用水电厂冷却器温度采集监视特点,提出一种很好的基于换热系数的冷却器效率计算监视方法,指导设备运行,通过结合水电厂冷却器实际运行数据进行案例分析,表明此分析方法正确有效。

    2022年06期 v.8;No.46 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2276K]

水工及其水力学

  • 抽水蓄能电站厂房振动问题分析及经验

    郭鹏;刘殿海;李赟俐;秦俊;张飞;

    针对张河湾抽水蓄能电站存在的厂房振动问题,对发电工况和水泵工况下的厂房与机组振动和压力脉动信号进行了分析,确定了引起厂房振动问题的原因是由于无叶区动静干涉引发厂房局部共振所导致,提出并实施了转轮和导叶更换解决方案,转轮和导叶更换后无叶区压力脉动大幅减少,厂房振动控制在可接受的水平上。案例经验在国内乃至国外的抽水蓄能电站均为首次,可为类似抽水蓄能电站厂房振动问题提供参考,同时也对大型水泵水轮机的水力设计有着重要的借鉴作用。

    2022年06期 v.8;No.46 99-104+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 3020K]
  • AFSA与POA融合算法在水库中长期优化调度中的应用研究

    舒凯;张玉松;李伟;白浪涛;

    通过融合AFAS(人工鱼群算法)、POA(逐步优化算法)两种算法形成一种融合优化算法,解决AFAS算法容易陷入局部最优解与POA优化速度缓慢问题,使得融合算法在水库优化调度中更快、更准确地获得调度过程最优解。融合算法利用AFAS快速收敛的特点,获取调度过程初步解,再以POA跳出局部最优解的能力获得全局最优解。融合算法以天生桥一级水电站为实例,分别以AFAS、POA、AFAS与POA融合3种算法对电站历史过程进行优化调度,结果表明,融合算法综合考量结果优于单一AFAS与POA结果,说明AFAS与POA相融合的算法在水库调度的优化方面有一定的应用空间。

    2022年06期 v.8;No.46 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]

技术经济

  • 基于某抽水蓄能项目交通工程投资影响因素研究与分析

    孙铭泽;刘泓志;魏连涛;朱琳;

    现阶段水电项目中的道路工程在可研概算阶段都是以指标的形式进行估算。由于水电工程均为“可研代初设”,故在可研、招标阶段及结算阶段,常因地形、地质条件复杂多样的特性导致勘测深度不足,使得竣工结算工程量和设计工程量出现差距较大的现象。本研究是基于某抽水蓄能电站公路及地下交通洞室建设过程中,从不同角度进行分析影响投资的因素。首先从承包商角度,以地下洞室为研究对象,基于建设过程中承包商多次反映签约合同价与实际成本差异较大,造成的亏损较大的角度,以石方开挖单价为实例,提出实际成本支出并与投标价及最高限价(定额水平)差异;其次从业主角度,结合竣工结算过程中,以统计分析、敏感必分析为主要分析方法,提出影响抽水蓄能交通工程投资的主要因素。

    2022年06期 v.8;No.46 110-113+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K]
  • “营改增”后水电工程“甲供类”项目税务问题研究

    王思桦;赵虹桥;张扬;

    在营业税和增值税两种不同税制下,水电工程的计税方式、发票抵扣方式存在差异,导致“营改增”后建设单位在工程进度款结算中“甲供类”项目的费用存在重复留抵税的问题。本文根据“营改增”前后水电工程“甲供类”项目计价的特点,对水电工程进度款结算中“甲供类”费用税务问题进行分析,“营改增”后对新建水电项目,提出了两种方案;对“老”项目,提出了三种方案,以规避建设单位“甲供类”项目费用重复留抵税的税务风险。

    2022年06期 v.8;No.46 114-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]

金属结构

  • 抽水蓄能服务新型电力系统研究

    叶宏;

    <正>在碳达峰、碳中和目标下,我国新能源大规模替代化石能源,电力系统运行特性将进一步发生显著变化,“双高”“双峰”特征更为突出,电力系统转动惯量以及调频调压能力面临考验,系统抗扰动能力和调节能力需要进一步提升。作为当前技术最成熟、全生命周期碳减排效益最显著、经济性最优且最具大规模开发条件的电力系统灵活调节电源,加速建设抽水蓄能电站,对于加快构建新型电力系统、促进可再生能源大规模高比例发展、实现碳达峰碳中和目标,

    2022年06期 v.8;No.46 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K]
  • 河南天池抽水蓄能电站下水库

    鲁若愚;

    <正>~~

    2022年06期 v.8;No.46 3+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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