4 结语

(1)水泵水轮机全特性曲线中存在开度线交叉和聚集现象的反“S”区,目前对全特性曲线的离散主要是基于SUTER法的无量纲处理方法,该处理方法的应用已基本成熟,因而不同水泵水轮机全特性曲线造成的计算结果差异主要是由转轮本身过流特性造成的。不同水力设计技术的水泵水轮机曲线带来的计算结果差异较为明显。在抽水蓄能电站的前期调节保证设计中,机组尚未招标,应充分重视相似全特性曲线的选择。

(2)选用3种不同转轮全特性曲线对阜康抽水蓄能电站进行大波动过渡过程计算,结果表明同一水力设计技术的A曲线和C曲线计算结果差距不大,而采用不同水力设计技术的B曲线计算结果存在明显差异,这主要是由于反“S”区不同造成的。A曲线的蜗壳末端最大压力、尾水管进口最小压力计算结果优于B曲线,但机组转速上升率高于B曲线,其中蜗壳末端最大压力极值差为27.08m,尾水管进口最小压力极值差为2.74m,转速最大上升率极值差为2.34%。

(3)不同水力设计的转轮全特性曲线对水泵工况大波动过渡过程结果存在明显影响,但由于水泵工况初始流量小于水轮机工况,在导叶关闭规律合适的情况下,其大波动结果一般优于水轮机工况。在机组甩负荷导叶拒动工况下,虽然极值低于甩负荷导叶正常关闭工况,但不同水力设计的特性曲线中,蜗壳末端压力和尾水管进口压力的极值差别达到最大,其中蜗壳压力极值的最大差值为34.53m,尾水管进口最小压力极值的最大差值为15.68m;大波动控制性参数的趋势变化基本一致,但波峰和波谷极值存在明显差异。

(4)不同水力设计的转轮曲线水力干扰计算结果存在明显差异,在开度调节和功率调节下,采用C曲线的功率摆动幅度大于B曲线;但在频率调节下,C曲线进入±0.2%带宽的调节时间小于B曲线,振荡次数和超调量小于B曲线,只有最大偏差略大于B曲线。不同水力设计的转轮曲线下小波动计算结果差异较小。

(5)水泵水轮机全特性曲线尤其是反“S”区的曲率变化对输水发电系统压力、机组转速等大波动控制性参数极值产生较大影响,因而减缓反“S”区的曲率是水泵水轮机水力设计的重点,结合过渡过程结果来优化转轮水力设计是值得深入研究的一个课题。