水泵水轮机综合状态评估研究与应用

发布时间：2020-03-25 06:07

【摘要】：抽水蓄能电站是现代电力系统的重要组成部分,具备调峰填谷、调频调相、事故备用等重要作用,能极大地提高电网供电质量和电网灵活性及可靠性,其运行状态直接影响电力系统的安全稳定运行水平。作为抽水蓄能机组中的能量转换装置,水泵水轮机具有可逆式运行能力,能够在抽水和发电两种工作模式下灵活切换。由于水泵水轮机在抽水蓄能机组中的重要性,制定合理的水泵水轮机检修计划对保障机组稳定运行及电网电能质量具有十分重要的意义,传统的计划检修按一定时间周期对机组进行例行维护,未充分考虑机组当前综合状态,增加了不必要的维护费用,提高了电站运行成本。为实现机组的预知维护,推动机组检修策略从计划检修过渡到状态检修,有必要深入开展水泵水轮机综合状态评估的研究工作。针对当前水泵水轮机综合状态评估指标体系不完备,算法模型欠完善的问题,本文系统地对指标体系和算法模型进行研究,将二者结合,构建了水泵水轮机综合状态评估模型,并将研究成果以软件系统形式应用于工程实际中。本文的主要研究内容与创新性成果如下:(1)针对当前水泵水轮机综合状态评估指标体系不全面和实际可行性不强的问题,通过研究水泵水轮机结构特点和典型故障,分别建立了水泵水轮机结构指标体系和水泵水轮机典型故障指标体系;进一步,结合电站监测系统实际运行情况,构建了可用于实时状态评估的水泵水轮机运行状态多重指标体系。(2)针对水泵水轮机运行状态多重指标体系底层指标存在偏离的情况,引入劣化度模型,并应用隶属度函数建立了水泵水轮机综合状态评估底层指标评价模型。当前水力机组评估中指标权重划分多依赖专家直接判断或者简单运用层次分析法,评估算法模型不够客观可靠。为此,引入客观评价法-熵权法,结合层次分析法,建立综合权重算法模型,并使用肯德尔和谐系数对综合权重进行一致性检验。在此基础上,将底层指标评价模型与综合权重算法模型运用模糊综合评估的流程结合,建立了水泵水轮机综合状态评估算法模型。(3)基于电站监控系统实际数据,运用水泵水轮机综合状态评估模型,对水泵水轮机运行状态进行评估,并对模型有效性进行验证。最后,将水泵水轮机综合状态评估模型应用于实际,开发了具有良好用户适应能力且界面友好的抽水蓄能机组综合状态评估软件系统。
【图文】：

研究现状,深入研究,内容

研究路线图

水泵水轮机

再依据水泵水轮机的机构特点和运行原理，将指标合理突出其层次性，建立多重指标体系。泵水轮机基本结构水轮机是抽水蓄能机组的主要水力-机械能量转换装置，包括水泵和模式，分别实现水流在抽水蓄能电站上、下游水库间的循环流动。蓄能机组最为核心，最为重要的系统之一[33]。根据其结构特点，可划分为斜流式水轮机、轴流式水轮机、混流式水轮机、贯流式水轮过设计变化后才能双向高效运行。当水头范围较小时，普遍使用可此种机型应用较少；可逆式贯流式水轮机常用在潮汐电站；而可逆结构复杂，，造价高而应用不广；可逆式混流式水轮机可以根据不同在 30～40m 直到 600～700m，是我国抽水蓄能电站当前应用最广的式水泵水轮机的结构如图 2-1 所示，主要可以划分为转动部件、导水泵水轮机其它辅助设备几个部分组成[34]。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV743;TV734

【参考文献】