抽水蓄能电站过水系统建模及过渡过程计算分析.pdf
《抽水蓄能电站过水系统建模及过渡过程计算分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《抽水蓄能电站过水系统建模及过渡过程计算分析.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、49电力安全技术第25卷(2023年第6期)抽水蓄能电站过水系统建模及过渡过程计算分析金 橹,吉崇冬,李成玉(山东沂蒙抽水蓄能有限公司,山东 临沂 273400)Modeling of Water Transition System of Pumped Storage Power Station and Analysis on the Calculation ProcessJIN Lu,JI Chongdong,LI Chengyu(Shandong Yimeng Pumped Storage Co.,Ltd.,Linyi 273400)摘 要 通过对某抽水蓄能电站过水系统进行二端口网络建模,
2、运用 B 样条拟合方法对水泵水轮机转轮拟合,搭建过水系统及机组水力模型,并将新模型的计算结果与真机试验数据进行比对分析,验证了此模型及方法的有效性,为抽水蓄能电站过渡过程研究提供了一种新的方法。关键词 抽水蓄能电站;过水系统;甩负荷过渡过程Abstract:By modelling the two-port network of the water transition system for a pumped storage power station,the B-spline fitting method is used to fit the water turbine wheel of w
3、ater pump,the water transition system and the hydraulic model of the unit are built,and the calculation results of the new model are compared with the real machine test data,based on which the effectiveness of this model and its fitting method is verified,offering a new means for the study of transi
4、tion process of pumped storage power stations.Key words:pumped storage power station;water transition system;load-dumping transition process中图分类号:TM619 文献标识码:A 文章编号:1008-6226(2023)06-0049-06的引水管道及变直径变面积的管道等),可利用物理特性将其划分为若干简单段并分别建立引水系统数学模型。图 1 表示引水管道中的一个管段,可在时域下的水击基本方程进行拉普拉斯变换后得到S域下有压管道水击表达式1。l表征有压管道
5、某一断面的相对长度,全长相对值l取 1,左端(进口端l=1)的压力和流量分别用h(1,s),q(1,s)表示,而管道右端(出口端l=0)的压力和流量分别用h(0,s),q(0,s)表示。由于该管段有两个断面且每个断面都有两个参数,可采用二端口网络形式来描述其输入、输出之间的关系。对引水管道的任一管段,将其简化为如下类型的端口模型,见图 2。对于复杂引水管道,1项目概况某抽水蓄能电站(简称抽蓄电站)总装机容量120 万 kW,安装 4 台 30 万 kW 的单级混流可逆式水泵水轮发电机组,设计年发电量 20.08 亿 kWh,年抽水电量 26.77 亿 kWh,以 500 kV 出线接入山东电网
6、。该抽蓄电站过水系统基本布置型式为引水隧洞一洞两机、尾水隧洞一洞两机并在尾水隧洞处设置尾水调压井。2过水系统二端口网络建模2.1二端口网络建模对于复杂的引水管道(如分叉管道、含调压井第25卷(2023年第6期)电力安全技术50基于该端口模型,建立如式(1)的表达式用来表征管道上、下游两端参数(水压、流量)的关系。图 1引水管段图 2管段端口模型示意式中:h1(s),h2(s),q1(s),q2(s)分别表示两个断面的水压、流量参数;f1和g1为二端口网络两个断面之间的输入输出函数关系。一般情况下,上游入口处压力h(1,s)和下游处流量q(0,s)均为已知参数,通过水击基本方程可以推导出S域下的
7、水压和流量关系表达式1,如(2)所示。式中:Tr=2Lr/a为水击波反射时间常数,s;Lr为引水管道长度,m;a为水击波速,m/s;hw=(2Tw/Tr2)(Trs/2+f)/s 为管道特征系数;f=f1q0Tr/2Tw为损失系数;Tw=LrQr/gAHr为水流惯性时间常数,s;Qr为机组额定流量,m3/s;A为断面面积,m3;Hr为机组设计水头,m;g为重力加速度,m/s2。2.2阻抗式调压井的动态特性图 3 为阻抗式调压井简化示意。QT为调压井阻尼孔中流量,稳态时,通过调压井阻尼孔中的流量QT,0=0,QT为相对稳态流量的流量偏差值,所以可推导出QT=QT,0+QT=QT。图 3阻抗式调压
8、井简化示意 根据阻尼孔中的流速方程vT=2gHf可推导出阻尼孔水头损失计算公式:Hf=1QT2 (3)其中:vT阻尼孔中水流流速,m/s;为流速系数;Hf=H-HT为阻尼孔水头损失,m;H为压力管道中的瞬态压力水头,m;HT为调压井的水头,m;QT=vTfc为调压井阻尼孔中的流量,m3/s;系数1=1/2g2fc2;fc为阻尼孔面积,m2;根据调压井水量平衡2,可列写方程:式中,FT为调压井断面面积,m2。令hT=HT/Hr,qT=QT/Qr,带到上式可得调压井非线性方程:式中:常数系数Tk=FTHr/Qr,Tq=1FT,单位均为 s。2.3过水系统二端口建模基于阻抗式调压井动态特性,该电站过
9、水系统可以表述为三段式的单管单机模型,如图 4 所示。图中圆形为水轮机,矩形为尾水调压井。图 4过水系统三段式模型系统划分为三段,其二端口环节分别为图 5,6,7 所示。该过水系统含有压管道、尾水管道、尾水h2(s)=f1 h1(s),q2(s)q1(s)=g1 h1(s),q2(s)(1)(2)h(0,s)=h(1,s)/ch(+f)-Trs22hwth(+f)q(0,s)Trs2Trs2q(0,s)/ch(+f)q(1,s)=/th(+f)h(1,s)+Trs212hwFT =QT=QT (4)dHTdtTk =2Tq|qT|Qr +qT (5)dHTdtdqTdth(1,s)h(0,s)
10、q(1,s)q(0,s)1h1(s)h2(s)q2(s)q1(s)G1(s)HffcFTQTHTHhAhBqAqBl1l2l3q2q1hLqthlqthTqThT51第25卷(2023年第6期)电力安全技术调压室三个基本环节。第段,选择上水库水压h(1,s)=hA(s)和过转轮流量q(0,s)=qt(s)为段输入,机组蜗壳进口处水压h(0,s)=ht(s)和引水管道进口处流量q(1,s)=qA(s)为输出;第段,选择调压井的水压h(1,s)=hT(s)和过转轮流量q(0,s)=qt(s)为段输入,机组尾水管进口处水压h(0,s)=hL(s)和流入调压井的流量q(1,s)=q1(s)为输出;第段
11、,选择下水库水压h(1,s)=hB(s)和流出调压井的流量q(0,s)=q2(s)为段输入,调压井的水压 h(1,s)=hT(s)和尾水出口流量q(1,s)=qB(s)为输出。图 5二端口环节(第段)图 6二端口环节(第段)图 7二端口环节(第段)2.3.1 边界条件(1)第段:上游水库 A机组,长度为l1。当l1=0 时,h(0,s)=hl(s),q(0,s)=qt(s);当l1=1 时,h(1,s)=hA(s)(为常数 0),q(1,s)=qA(s)。(2)第段:机组尾水调压井,长度为l2。当l2=0 时,h(0,s)=hL(s),q(0,s)=qt(s);当l2=1 时,h(1,s)=h
12、T(s),q(1,s)=ql(s)。(3)第段:尾水调压井下游下库 B,长度为l3。当l3=0 时,h(0,s)=hT(s),q(0,s)=q2(s);当l3=1 时,h(1,s)=hB(s)(为常数 0),q(1,s)=qB(s)。2.3.2 端口网络结构建立该抽蓄电站过水系统网络结构如图 8 所示。图 8过水系统网络结构将边界条件代入式(2),各段传递函数如下。第段:第段:第段:调压井:q2(t)=q1(t)-qT(t)(10)式中:Tr1,Tr2,Tr3跟别为各段水击波反射时间常数;f1,f2,f3为各段损失系数。对以上方程离散化可得到:hl(s)=-2hw1th(s+f1)qt(s)q
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 抽水 蓄能 电站 水系 统建 过渡 过程 计算 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。