“S”特性对可逆式机组低水头发电并网影响分析及对策.pdfVIP

“S”特性对可逆式机组低水头发电并网 影响的分析及对策 徐广文 河海大学水利水电工程学院，江苏南京 (210098) E-mail ：hhuxgw@ 摘 要：介绍可逆式水力机械的“Ｓ”特性，结合比转速、单位转速、单位流量等公式分析 了“Ｓ”特性的形成原因。并根据“Ｓ”特性的形成机理，结合可逆式机组的实际运行情况， 特别是低水头时，分析其对机组发电运行的不利影响。最后，分析解决措施并介绍了此方法 在实际中的运用情况。 关键词： “Ｓ”特性；水泵水轮机；可逆式机组；低水头；发电并网 中图分类号：TK7 1． 引 言 随着研究逐步深入，抽水蓄能电站在电网中削峰填谷、旋转备用、调频、调相、负荷跟 踪、增加可靠性、快速爬坡等功能不断被人们认识和重视。市场经济的发展和人民生活水平 的提高，对电网安全稳定运行提出了更高要求，所以结合实际情况，电网对各电厂机组运行 均提出了明确的考核指标，如开机成功率、机组可用率、强迫停运次数、跳机次数等。 电网对抽水蓄能电站上述运行指标的考核标准都很高，因为抽水蓄能电站作为电网的保 安电源，其机组运行的可靠性对电网安全稳定运行十分重要。所以，分析解决影响可逆式机 组安全稳定运行的因素，对于提高可逆式机组的上述运行指标十分必要。 和常规水电机组相比，可逆式机组需双向运行，所需设备较多，监控、保护也较复杂， 所以影响可逆式机组稳定运行的因素也很多。本文只针对水泵水轮机“S”特性对可逆式机 组低水头发电并网的影响，分析其原因和对策。 2 ． 水泵水轮机“S”特性的概念 [1] 介绍和分析水泵水轮机“Ｓ”特性之前，先列出分析中需要用到的四个公式 ，如下： n Q 比转速：ns 3 （1） H 4 π 轴功率：P 9.81ηQH Mn （2 ） 30 nD 单位转速：n11 （3 ） H Q 单位流量：Q11 2 （4 ） D H 式中：n 为转速（r/min ）；Q 为流量（m3/s ）；H 为水头（m ）；D 为转轮直径（m ）； η为水轮机效率；M 为扭矩（N ·m ）。 在水轮机水头和导叶开度固定时，由式（3 ）知单位转速随着转速的增加而增加。但是 进入高转速区后，转速的增加使得转轮对水流的阻滞作用增大，导致流量减小，由式（4 ） 知单位流量也随之减少。所以，随着 n11 的增加Q11~n11 曲线呈向下弯曲的形状，如图 1[2] 。 -1- 图 1 高转速区的 Q11~n11 曲线 不同比转速水轮机在相同水头、导叶开度下运行，当单位流量相同时，其单位转速有着 特定的关系。 假设：一号转轮的比转速为 ns1 ，二号转轮的比转速为n s2 ，并且有如下关系：ns1= αn s2 。 （α＞1）则，当Q11 相等时，n11 关系如下： 由式（1）知：n1 Q1 αn2 Q2 （5 ） Q1 Q2