可逆式水泵水輪機(jī)全特性曲線處理及可視化研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人們生活水平的日益提高，在電力負(fù)荷急劇增長的同時(shí)，負(fù)荷特性也因用電結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生很大變化，總的趨勢是負(fù)荷水平迅速提高，負(fù)荷率下降，峰谷差日益加大，電網(wǎng)供電質(zhì)量及可靠性得不到保障。抽水蓄能電站調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、提高電網(wǎng)供電質(zhì)量和電網(wǎng)靈活性與可靠性等優(yōu)點(diǎn)越趨明顯，其發(fā)展已進(jìn)入一個(gè)新階段。近年來世界抽水蓄能電站容量以10％以上的年增長率增加。抽水蓄能電站利用兼具水泵和水輪機(jī)兩種工作方式的蓄能機(jī)組，在電力負(fù)荷出現(xiàn)低谷時(shí)吸收電網(wǎng)

2、多余的電能作水泵運(yùn)行抽水到上水庫，在電力負(fù)荷高峰時(shí)作水輪機(jī)運(yùn)行，將上水庫的水放下發(fā)電。 由于抽水蓄能機(jī)組開停靈活，升降負(fù)荷迅速，不可避免的要頻繁變換工況，其過渡過程計(jì)算對安全可靠運(yùn)行關(guān)系重大。在過渡過程計(jì)算中，需要頻繁應(yīng)用可逆式水泵水輪機(jī)的全特性曲線以求機(jī)組的瞬變參數(shù)。通常給定的水泵水輪機(jī)特性曲線在水輪機(jī)飛逸工況和制動(dòng)工況區(qū)域出現(xiàn)“S”型，在水泵工況區(qū)有交叉和重疊現(xiàn)象，若直接應(yīng)用該曲線進(jìn)行插值計(jì)算有時(shí)會(huì)帶來較大的誤差，且由于其存

3、在多值性，可能使插值無法進(jìn)行。因此，對可逆機(jī)組全特性曲線的處理是過渡過程計(jì)算的重要環(huán)節(jié)，其處理的合理性將直接影響抽水蓄能電站過渡過程的計(jì)算精度及可靠性。 現(xiàn)有的全特性曲線處理方法還存在一些缺限，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。本文在充分研究和全面分析各種全特性曲線處理方法的基礎(chǔ)上，提出了全特性曲線的三維曲面處理方法，把以y為參變量的二維曲線轉(zhuǎn)換為以相對流動(dòng)角x和導(dǎo)葉開度y為自變量的三維曲面形式，通過最小二乘曲面擬合數(shù)學(xué)模型求得相應(yīng)的曲面。

4、在實(shí)用中根據(jù)計(jì)算進(jìn)程的需要，采用分區(qū)擬合法，進(jìn)一步提高精度。 為對可逆式水泵水輪機(jī)全特性曲線進(jìn)行數(shù)值處理及圖形顯示，并在對幾種編程軟件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定采用Visual Basic和AutoCad混合編程。為了運(yùn)用和管理方便，將水泵水輪機(jī)測得的數(shù)據(jù)保存于外部數(shù)據(jù)文件中；在過渡過程計(jì)算中進(jìn)行調(diào)用，并顯示數(shù)據(jù)，以方便設(shè)計(jì)人員對數(shù)據(jù)文件中的信息進(jìn)行查詢、管理與維護(hù)。此系統(tǒng)分為三部分：數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示。并以此開發(fā)功能齊全