小型抽水蓄能系统水泵水轮机设计及性能研究
发布时间：2022-01-24 10:07
电力储能技术是通过某种设备和媒介,在电网负荷低时将电能用适当的形式存储起来,并根据需要在电网负荷高时释放的技术。其削峰填谷、平滑负荷、减轻电网负荷波动的优点可以提高电力系统的供电稳定性和可靠性。抽水蓄能因具有容量大、效率高和发展技术成熟的优点,在全世界储能领域都得到广泛的应用。其中,小型抽水蓄能可以克服常规抽水蓄能电站建设周期长、初期投资大和对自然条件有较高要求等限制,并能与分布式能源互相补充,目前发展十分迅速。水泵水轮机是二机可逆式抽水蓄能机组中的主要部件,其性能直接影响着抽水蓄能机组整体的运行效果。本文基于叶轮机械原理,结合叶轮机械设计软件和数值计算方法对适用于小型抽水蓄能系统的水泵水轮机进行水力设计和性能分析,完成其叶轮、前后泵腔、蜗壳、尾水管的设计,对不同工况下的水泵水轮机进行损失分析,分析了不同叶轮密封环结构与不同间隙宽度对水泵水轮机性能以及内部流动的影响,并开展损失集中部件叶轮的性能优化以及内部流动的研究。主要研究内容如下:1.水泵水轮机水力设计及内部流动损失分析。针对某小型抽水蓄能系统的机组要求开展了一水泵水轮机设计研究。基于二元设计理论,对其叶轮、蜗壳、前后泵腔和尾水管...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１二机可逆式抽水蓄能机组??Ｆｉｕｒｅ?１．１?Ｔｗｏ?ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ?ｕｎｉｔｓ?ｏｆｕｍｅｄ?ｓｔｏｒａｅ??
第１章绪论原因就是其选址对于环境的负面影响较大，评估耗时较长。址要求降低，可以远离河流，对环境的潜在负面影响较小，短。（３）工期较短。与传统抽水蓄能电站相比，小型抽水蓄小，建设施工期时间较短，可以更快地投入使用，能够及时确保电网正常运行的需求。许多小型抽水蓄能电站的电站从只要３？３．５年［１６］。（４）可以配合分布式发电。近年来分布式发，其技术日趋成熟。分布式发电以其环境友好和发电方己经成为集中式发电的重要补充［２２］。实现电网的运行和控效率，满足关键需求，最终提高电网的可靠性和经济性是当同目标。发展小型抽水蓄能可以与分布式发电相配合，实现化电网调节，进一步增加调节的灵活性和可靠性。??１２?３?４?５??
??根据相邻网格点之间的连接关系，网格可分为结构化网格、非结构化网格和??混合网格。在结构化网格中，网格范围内所有点的相邻单元都一致，如图２．１所??示。结构化网格的优点有网格质量好，网格生成速度快，计算量小，计算时间短，??但结构化网格对复杂模型形状的适应性不好。非结构化网格是指各网格节点的位??置无法用一个固定规律来有序地命名，如图２．２。非结构化网格可以适应于多种??情况的几何边界，即使包含复杂边界的计算模型也可以很快生成网格，而且网格??自适应程度较好，可以便捷地由计算机软件自动生成。非结构化网格的缺点是在??相同计算条件下増加了计算量，对计算机硬件要求高，计算时间长。混合网格结??合了结构化网格和非结构化网格的优点，能解决仅用单一网格无法应对的一些流??动问题，目的是在控制网格数量的前提下尽可能保证网格质量较高，兼顾运算精??度和运算效率。如图２．３的飞行器外流场模拟问题
【参考文献】：
期刊论文
[1]展望2019年:光伏市场前景乐观[J]. 李佩聪. 能源. 2019(02)
[2]离心泵泵腔轴向间隙对平衡腔压力和泄漏量的影响[J]. 刘在伦,周金鑫,陈小昌. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[3]太阳能光伏装机容量预测[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(10)
[4]储能促进南方电网地区新能源消纳的可行性研究[J]. 胡洋,马溪原,雷博,李耀华,张闻,郭晓斌,雷金勇. 南方电网技术. 2018(09)
[5]小型混流式水泵水轮机损失分析与正交优化设计[J]. 严健儒,左志涛,侯虎灿,周鑫,陈海生. 储能科学与技术. 2018(05)
[6]分布式抽水蓄能电站的应用探究[J]. 谭磊,戴旭东. 工业控制计算机. 2018(08)
[7]2017年全球储能装机176吉瓦96%为抽水蓄能![J]. 水电厂自动化. 2017 (04)
[8]我国弃风弃光现象的成因及对策分析[J]. 杜欣. 产业与科技论坛. 2017(19)
[9]小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景[J]. 周学志,徐玉杰,谭雅倩,汪翔,陈海生. 中外能源. 2017(08)
[10]2017上半年光伏产业发展报告[J]. 孙航,李帅. 能源. 2017(08)
博士论文
[1]旋流式无堵塞泵优化设计与内流场PIV试验研究[D]. 高雄发.江苏大学 2017
[2]压缩空气储能系统若干问题的研究[D]. 张新敬.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]旋叶式压缩机气流脉动的控制[D]. 庞惠明.重庆大学 2014
[2]口环间隙变化对离心泵性能影响的数值模拟研究[D]. 赵爽.兰州理工大学 2012
[3]可逆式水泵水轮机水力设计及内部流场分析[D]. 黄祺.兰州理工大学 2012
[4]分布式抽水蓄能系统的效益评估与运营策略[D]. 王学良.哈尔滨工业大学 2011
[5]混流式水轮机全流道的叶道涡模拟计算[D]. 李进军.西华大学 2009
[6]无锡市九里河水利枢纽泵站进出水流道优化研究[D]. 周正富.扬州大学 2006
本文编号：3606381
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１二机可逆式抽水蓄能机组??Ｆｉｕｒｅ?１．１?Ｔｗｏ?ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ?ｕｎｉｔｓ?ｏｆｕｍｅｄ?ｓｔｏｒａｅ??
第１章绪论原因就是其选址对于环境的负面影响较大，评估耗时较长。址要求降低，可以远离河流，对环境的潜在负面影响较小，短。（３）工期较短。与传统抽水蓄能电站相比，小型抽水蓄小，建设施工期时间较短，可以更快地投入使用，能够及时确保电网正常运行的需求。许多小型抽水蓄能电站的电站从只要３？３．５年［１６］。（４）可以配合分布式发电。近年来分布式发，其技术日趋成熟。分布式发电以其环境友好和发电方己经成为集中式发电的重要补充［２２］。实现电网的运行和控效率，满足关键需求，最终提高电网的可靠性和经济性是当同目标。发展小型抽水蓄能可以与分布式发电相配合，实现化电网调节，进一步增加调节的灵活性和可靠性。??１２?３?４?５??
??根据相邻网格点之间的连接关系，网格可分为结构化网格、非结构化网格和??混合网格。在结构化网格中，网格范围内所有点的相邻单元都一致，如图２．１所??示。结构化网格的优点有网格质量好，网格生成速度快，计算量小，计算时间短，??但结构化网格对复杂模型形状的适应性不好。非结构化网格是指各网格节点的位??置无法用一个固定规律来有序地命名，如图２．２。非结构化网格可以适应于多种??情况的几何边界，即使包含复杂边界的计算模型也可以很快生成网格，而且网格??自适应程度较好，可以便捷地由计算机软件自动生成。非结构化网格的缺点是在??相同计算条件下増加了计算量，对计算机硬件要求高，计算时间长。混合网格结??合了结构化网格和非结构化网格的优点，能解决仅用单一网格无法应对的一些流??动问题，目的是在控制网格数量的前提下尽可能保证网格质量较高，兼顾运算精??度和运算效率。如图２．３的飞行器外流场模拟问题
【参考文献】：
期刊论文
[1]展望2019年:光伏市场前景乐观[J]. 李佩聪. 能源. 2019(02)
[2]离心泵泵腔轴向间隙对平衡腔压力和泄漏量的影响[J]. 刘在伦,周金鑫,陈小昌. 排灌机械工程学报. 2018(12)
[3]太阳能光伏装机容量预测[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(10)
[4]储能促进南方电网地区新能源消纳的可行性研究[J]. 胡洋,马溪原,雷博,李耀华,张闻,郭晓斌,雷金勇. 南方电网技术. 2018(09)
[5]小型混流式水泵水轮机损失分析与正交优化设计[J]. 严健儒,左志涛,侯虎灿,周鑫,陈海生. 储能科学与技术. 2018(05)
[6]分布式抽水蓄能电站的应用探究[J]. 谭磊,戴旭东. 工业控制计算机. 2018(08)
[7]2017年全球储能装机176吉瓦96%为抽水蓄能![J]. 水电厂自动化. 2017 (04)
[8]我国弃风弃光现象的成因及对策分析[J]. 杜欣. 产业与科技论坛. 2017(19)
[9]小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景[J]. 周学志,徐玉杰,谭雅倩,汪翔,陈海生. 中外能源. 2017(08)
[10]2017上半年光伏产业发展报告[J]. 孙航,李帅. 能源. 2017(08)
博士论文
[1]旋流式无堵塞泵优化设计与内流场PIV试验研究[D]. 高雄发.江苏大学 2017
[2]压缩空气储能系统若干问题的研究[D]. 张新敬.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]旋叶式压缩机气流脉动的控制[D]. 庞惠明.重庆大学 2014
[2]口环间隙变化对离心泵性能影响的数值模拟研究[D]. 赵爽.兰州理工大学 2012
[3]可逆式水泵水轮机水力设计及内部流场分析[D]. 黄祺.兰州理工大学 2012
[4]分布式抽水蓄能系统的效益评估与运营策略[D]. 王学良.哈尔滨工业大学 2011
[5]混流式水轮机全流道的叶道涡模拟计算[D]. 李进军.西华大学 2009
[6]无锡市九里河水利枢纽泵站进出水流道优化研究[D]. 周正富.扬州大学 2006
本文编号：3606381
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