用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法技术

本发明专利技术涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法。其中，两台机先甩负荷，在一级开启时刻T1一台机由空载开度开启至导叶暂停相对开度τ

【技术实现步骤摘要】
用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法


[0001]本专利技术涉及水利水电工程
，具体涉及一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法。

技术介绍

[0002]长引水隧洞或长尾水隧洞的水电站输水发电系统中，常在隧洞与压力管道的衔接处修建调压室。调压室用以反射水锤波，优化压力管道中的水锤压力，改善机组的运行条件。隧洞越长，调压室的质量波动周期越长，调压室的质量波动叠加越易发生。例如，水电站机组的负荷发生变化时，压力管道上的调压室内的水位会随着机组负荷的变化而发生改变，大大影响了管道的稳定性。
[0003]目前，为了保证水电站管道运行的稳定性，调压室在设计之初就考虑到了组合工况下调压室质量波动的最不利叠加工况。例如，水电站机组的负荷出现“先增后甩”（即，机组的负荷在增加的过程中出现甩负荷）工况、以及“先甩后增”（即，机组出现甩负荷的情况后需要增加负荷）工况，针对上述两种叠加工况分别计算调压室的最低涌浪和最高涌浪，以此作为调压室顶部高程和底板高程的设计依据。
[0004]针对组合工况下调压室质量波动的最有利叠加工况，开展了调压室质量波动的最有利叠加研究，指出调压室水位波动的上升过程和下降过程形成了一个个可操作的“时间窗口”，在调压室水位上升过程增加负荷，在调压室水位下降过程减少负荷，达到快速衰减调压室水位波动的目的。
[0005]对于“先甩后增”的叠加工况，甩负荷工况不可控，但是增负荷可人工干预，因此，现有技术中提出了在调压室的水位上升过程增加机组负荷，在调压室的水位下降过程暂停增负荷，利用这种“增—停—增”的台阶形增负荷方式，快速衰减调压室涌浪。然而，对于“增—停—增”的台阶形增负荷方式，增负荷的起始时刻选取为调压室的水位上升时刻，暂停增负荷的起始时刻选取为调压室的水位下降时刻，难以实现快速衰减调压室涌浪的最优控制方法。
[0006]综上所述，在针对引水式水电站的机组出现甩负荷的情况，如何设计一种涌浪控制方法，用以对调压式中的涌浪实现快速衰减，减少机组甩负荷后再次并网的等待时间，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，针对引水式水电站的机组出现甩负荷的情况，提供一种涌浪控制方法，用以对调压式中的涌浪实现快速衰减，减少机组甩负荷后再次并网的等待时间，提升水电站的发电效率。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下方案：提出一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，包括：对有上游调压室的输水发电系统发生的先甩后增工况进行调节，其特征在于：分两级利用调压室水位波动叠加的最有利时刻，通过分级有差调节，逐级
减弱调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异，实现调压室水位波动的快速衰减。
[0009]作为优选，一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法包括如下步骤：步骤一、针对调压室涌浪，确定一级开启时刻T1的发生时刻、导叶暂停相对开度τ
Z
的取值以及二级开启时刻T2的发生时刻；步骤二、对于“一洞两机”有上游调压室的输水发电系统发生先甩后增工况时，两台机先甩负荷，在一级开启时刻T1一台机由空载开度开启至导叶暂停相对开度τ
Z
，通过一级调节开大开度抵消大部分的调压室水位波动，同时保留剩余的水位波动以供后续导叶动作相抵消；步骤三、导叶保持相对开度τ
Z
恒定，在二级开启时刻T2由τ
Z
开至满开度，通过二级调节开小开度抵消剩余的调压室水位波动，实现水位波动的快速衰减。
[0010]其中，由水位波动叠加的原理可知，水位波动的最有利叠加的时刻为初始工况与叠加工况的调压室水位与隧洞流量相切时刻，当在该时刻发生水位波动叠加可最大程度地抵消调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的相互转换，衰减调压室的水位波动。但通过单级调节，调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异较大，一种快速衰减调压室涌浪的最优控制方法的思路就是通过分级有差调节，逐级减弱调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异，实现水位波动的快速衰减。
[0011]作为优选，步骤一中，一级开启时刻T1发生在调压室水位第二波上升时流入调压室流量最大时刻，该时刻可通过压力传感器或流量传感器方便测得，以此作为水位波动叠加的一级调节最有利时刻。
[0012]作为优选，导叶暂停相对开度τ
Z
的取值需要通过过渡过程数值模拟试算确定。
[0013]作为优选，二级开启时刻T2发生在调压室水位第三波上升时流入调压室流量最大时刻，该时刻可通过压力传感器或流量传感器方便测得，以此作为水位波动叠加的二级调节最有利时刻。
[0014]本专利技术提供的一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，与现有技术相比，具有如下突出的实质性特点和显著进步：该用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法分两级利用调压室水位波动叠加的最有利时刻，通过分级有差调节，逐级减弱调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异，实现了调压室水位波动的快速衰减，且物理意义明确，克服了现有技术的盲目性。调压室水位波动可以快速稳定在一定范围，减少机组甩负荷后的并网等待时间，提高机组运行的灵活性，增加水电站的发电效益。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例中采用单级调节在第二波水位上升过程中不同叠加时刻的调压室水位变化过程的示意图；图2是本专利技术实施例中采用两级调节不同导叶暂停相对开度的调压室水位变化过程的示意图；图3是本专利技术实施例中采用两级调节最优导叶暂停相对开度的调压室水位及导叶相对开度变化过程的示意图；
图4是本专利技术实施例中调节装置的装配结构示意图；图5是本专利技术实施例中调节装置的立体结构示意图；图6是图5的主视图；图7是图6的仰视图；图8是本专利技术实施例中调节装置的等轴测剖视图。
[0016]附图标记：1、上游水库；2、上游引水管道；3、上游调压室；4、发电腔室；5、水轮机；6、导叶环；7、调节组件；8、下游引水管道；9、连接座；10、防水罩；11、引流罩；71、转盘；72、挡板单元；73、传动结构；74、电机；721、转轴；722、挡水板；731、连接板；732、弧形齿轮板；733、传动齿轮。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。
[0018]实施例1如图1
‑
3所示，本专利技术实施例中提出了一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法。该方法分两级利用调压室水位波动叠加的最有利时刻，通过分级有差调节，逐级减弱调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异，实现了调压室水位波动的快速衰减，且物理意义明确，克服了现有技术的盲目性。调压室水位波动可以快速稳定在一定范围，减少机组甩负荷后的并网等待时间，提高机组运行的灵活性，增加水电站的发电效益。
[0019]本专利技术实施例中提出了一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，包括：步骤一、针对调压室涌浪，确定一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，其特征在于，包括：对有上游调压室的输水发电系统发生的先甩后增工况进行调节，其特征在于：分两级利用调压室水位波动叠加的最有利时刻，通过分级有差调节，逐级减弱调压室水位与库水位的势能差和隧洞水流惯性能的差异，实现调压室水位波动的快速衰减。2.根据权利要求1所述的用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，其特征在于，包括：步骤一、针对调压室涌浪，确定一级开启时刻T1的发生时刻、导叶暂停相对开度τ
Z
的取值以及二级开启时刻T2的发生时刻；步骤二、对于“一洞两机”有上游调压室的输水发电系统发生先甩后增工况时，两台机先甩负荷，在一级开启时刻T1一台机由空载开度开启至导叶暂停相对开度τ
Z
，通过一级调节开大开度抵消大部分的调压室水位波动，同时保留剩余的水位波动以供后续导叶动作相抵消；步骤三、导叶保持相对开度τ
Z
恒定，在二级开启时刻T2由τ
Z
开至满开度，通过二级调节开小开度抵消剩余的调压室水位波动，实现水位波动的快速衰减。3.根据权利要求2所述的用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，其特征在于，所述步骤一中，一级开启时刻T1发生在调压室水位第二波上升时流入调压室流量最大时刻，该时刻可通过压力传感器或流量传感器方便测得，以此作为水位波动叠加的一级调节最有利时刻。4.根据权利要求2所述的用于加快抽水蓄能电站调压室涌浪衰减的控制方法，其特征在于，所述导叶暂停相对开度τ
Z
的取值需要通过过渡过程数值模拟试算确...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗国虎，王少华，王熙，瞿洁，倪马兵，赵文俊，李红涛，仵杰，黄少争，李易，冯培磊，胡志光，
申请(专利权)人：安徽金寨抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：