基于VOF模型的抽水蓄能电站全过流系统水轮机工况数值模拟

为了更加全面地分析抽水蓄能电站水轮机工况的流动特性,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机以及尾水隧洞的全过流系统几何模型,采用两相流VOF模型对不同导叶开度的水轮机工况进行三维湍流数值模拟,计算各过流部件的水力损失,并详细分析了机组段流场。结果表明:抽水蓄能电站的水力损失主要发生在机组段,而输水系统的水力损失相对较小,约占总水力损失的18.6％;导叶开度不同从而引起叶片压力面与吸力面的压力差不同,这是导致转轮水力损失不同的主要原因;尾水管内的流态与导叶开度有关,开度越小,在尾水管进口处越容易形成回流,水力损失越大。      

横观各向同性圆形基坑抽水-水位恢复试验数值分析

为模拟井点抽水引起的圆形基坑内外水头变化以及地面变形,考虑水力特性和力学特性的横观各向同性及地下结构物的影响,建立了轴对称柱坐标系下的饱和-非饱和土固结模型.基于该模型,模拟两组圆形基坑抽水-水位恢复试验,分别研究弹性模量和初始饱和渗透系数的横观各向同性对水头和土体位移的影响.结果表明,当弹性模量越大时,水头越易改变,土体位移越小;当初始饱和渗透系数越大时,水头变化量和土体位移越小.     

新大地煤矿架垴风井水文地质条件评估

在矿山立井井筒的建设中,井筒所穿过地层的涌水往往对井筒的施工造成很大的影响,本文通过对新大地煤矿架垴风井井筒检查钻孔测试资料的研究和分析,评估了测试地层的富水性和透水性,预测了地层的涌水量大小,可以使井筒在施工前或施工过程中提前采取相应的预防性措施,对降低井筒涌水,提高施工速度,减小水害的发生具有一定的指导意义。     

基于水-机-电耦合模型的机组励磁优化控制

围绕抽水蓄能机组低水头开机过程励磁系统优化调控问题,建立了包含带调压室的引水系统、非线性水泵水轮机、七阶同步发电机与自并励静止励磁系统的机组水-机-电耦合模型,分析了机组低水头开机运行进入S特性区时系统水-机-电耦合作用动态特性.设计了针对该工况的励磁系统模糊分数阶比例-积分-微分(PID)励磁控制器,引入菌群觅食趋化性-引力搜索算法进行控制参数优化.实验结果表明:相比于传统PID控制系统和自并励静止励磁系统,模糊分数阶PID控制系统可抑制抽水蓄能机组励磁系统在低水头开机进入不稳定区域发生剧烈低频振荡,显著提高了励磁控制品质,且具有较强的鲁棒性.     

基于多孔非稳定抽水试验的缓倾层状含水层各向异性渗透参数计算

探讨通过多孔抽水试验的降深(s)-时间(t)关系获取水文地质参数中的各向异性参数。利用重庆市渝北区某场地砂岩含水层的多孔非稳定流抽水试验数据,结合非轴向各向异性渗透系数张量的理论,通过运用Matlab编程迭代计算了渗透系数张量的比值及其主要方向。结果显示,2组试验结果所获得的数据较为吻合,渗透系数(K)张量的方向θ值范围为[8°,18°],Ky/Kx的取值范围为[7.5,13]。该结果证明了计算方法的适用性和合理性,运用该方法确定含水层各向异性渗透参数所需的核心参数为s-lnt直线在零降深上的截距。     

缺乏实测径流资料的模型试验水沙设计研究 ----以某抽水蓄能电站下水库为例

在缺乏实测径流资料的地区开展河流模拟试验,径流、泥沙等参数的合理选取尤为重要。以某抽水蓄能电站下水库模型试验为例,对其坝址处的水文泥沙设计进行了研究。在进行径流系列设计时,采用水文比拟法对同流域有资料的水文站及设计水文站径流系列依次进行延长,得到坝址处1959~2012年54年的径流系列设计成果。在进行泥沙系列设计时,利用参证站泥沙实测资料与设计站少许资料,采用水文比拟法和经验公式法,分别对悬移质和推移质泥沙进行分析,推得参证站水沙关系式,再结合实际采样成果,推演出坝址处1959~2012年54年的泥沙系列设计成果。研究成果为动床物模试验与水沙数值模拟提供了必要的基础数据,采用的研究方法对缺乏实测径流资料地区的水文泥沙设计具有一定参考价值。     

白莲河抽水蓄能电站堆石坝填料变更质量控制技术

根据施工招、投标文件,面板堆石坝上游堆石料采用引水发电系统开挖的堆放在上库转存料场的花岗岩石料作为主坝填筑料,但主坝填筑施工开始后上库转存料场内并无原招标文件所指的上游堆石料,上库转存料场内堆放的石料为片麻岩。为保证主坝填筑施工的顺利进行,根据业主和监理的要求,对料场现有片麻岩进行填筑碾压试验。根据监理中心对片麻岩碾压试验成果的批复,主坝高程280m以上采用片麻岩石料进行上游堆石区的填筑。本文重点讲述片麻岩填筑的质量控制技术。     

吕梁山隧道斜井涌水段快速施工技术

阐述了在长大隧道施工中涌水处理采用的方案,实现了斜井涌水处理与施工组织的科学有机结合,分析了注浆堵水与应用抽水设备的技术经济性,提出了规范涌水处治设备的建议。     

第四届北京发明创新大赛金奖

首都电网的稳定性一直以来都是关乎百姓生活的重要内容。该项目研制出一种针对大型抽水蓄能机组的多参数自动准同期控制方法,可使机组在不同工况下并网时间缩短,并网冲击电流明显减小,达到预期效果。同期改造以来,工作可靠,运行稳定,     

基于鲁棒控制的光伏并网系统中抽水蓄能参与电网调频控制策略

抽水蓄能作为技术发展较为成熟的储能型式,主要参与系统的调峰、调频、调相等运行。本文针对抽水蓄能电站参与含大规模光伏电力系统中的调频运行进行研究,同时兼顾了火力发电的经济性与系统偏差调节速率,建立以综合考虑最大限度发挥抽水蓄能电站调节能力以及快速实现区域控制偏差为目标函数,以库容上下限、机组出力上下限等为约束条件的决策模型。同时提出将鲁棒控制应用于抽水蓄能参与电网调频的应用控制中,建立了火电-抽蓄联合调节的发电控制系统模型。最后,以以IEEE39节点系统为例,通过matlab仿真验证了本文提出的模型的有效性及可行性。