特别策划——堰塞湖灾害预防与应对措施关键技术

  • 堰塞湖灾害预防与应对措施关键技术

    陈东平;

    <正>水电开发是一个与自然界密切相关的行业,江河筑坝,开山截流,过程中充满了来自于自然界的各种挑战与风险,尤以地质灾害为最重要的风险来源,灾害将带来不仅是经济,甚至是社会和政治上的风险,水电地质灾害具有自然与社会属性,应给予格外的高度认知与重视。水电站大坝建设的特性决定了它与自然界的密不可分性,从地质灾害发生的属性看,可以分为主动和被动两大类。水利水电工程建设初期的开挖施工阶段是触发塌方滑坡等地质灾害的主动诱因,从风险性质上来看,

    2020年02期 v.6;No.30 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 2157K]
  • 红石岩堰塞坝应急处置与整治利用关键技术

    张宗亮;程凯;杨再宏;彭富平;

    牛栏江红石岩堰塞湖为2014年中国云南省鲁甸县"8·03"地震时形成的大型堰塞湖。基于堰塞坝的独特性,在应急抢险完成后,创新性提出"减灾兴利、整治利用"的综合治理理念,将红石岩堰塞湖改造成集防洪、供水、灌溉、发电等功能的大型综合水利枢纽,为世界首座堰塞坝"应急抢险—后续处置—整治利用"一体化水利枢纽工程。本文系统介绍了红石岩堰塞坝形成后应急抢险及后期整治利用的情况,工程已于2019年下闸蓄水,经历了高水位的考验,安全运行。通过本工程实践总结了乏信息条件下应急处置技术及整治利用方案、750m强震碎裂高陡边坡整治关键技术、130m级不连续宽级配堰塞坝综合整治关键技术,可为类似堰塞湖应急抢险及开发利用提供参考。

    2020年02期 v.6;No.30 1-10+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 7995K]
  • 雅鲁藏布江大峡谷地区特大地质灾害链发育现状及对策

    李滨;高杨;万佳威;刘铮;高浩源;卫童瑶;李壮;

    雅鲁藏布江大峡谷地区位于我国西藏的南部,其构造运动活跃、强震多发、地表侵蚀作用强烈,由崩滑(冰崩)—碎屑流—泥石流—堰塞湖等灾害要素组成的特大地质灾害链频繁发生。这类超高位超远程的链式地质灾害影响范围广、流域性成灾风险很高,近70年以来已发生15次特大地质灾害链堵江事件,造成很大破坏。研究发现,其发生与活跃的新构造运动和地震活动、丰富的降水以及较强的冰川活动紧密相关,而沿河谷分布的高陡斜坡处的松散堆积体则为地质灾害链的发生提供了物源。本文就此依次分析了其形成所需的地形地貌、地质构造、地震活动和气象水文等条件。针对当前存在的问题,本文在最后提出了3条对策建议:①加强特大地质灾害链调查与识别能力;②加强特大地质灾害链监测预报预警与风险防范能力建设;③加强特大地质灾害链工程防灾减灾与应急处置能力建设。

    2020年02期 v.6;No.30 11-14+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 5050K]
  • 苏洼龙水电站遭遇白格堰塞湖灾害应对措施

    王剑涛;薛宝臣;赵万青;郭兴;

    "10·11"和"11·03"白格堰塞湖灾害发生时,位于下游的苏洼龙水电站正进行主体工程施工。综合分析两次白格堰塞湖的规模、苏洼龙水电站上游围堰的防洪能力、围堰溃决造成的洪水叠加效应及工程应对措施实施的可行性,分别提出了利用上游围堰挡水和围堰主动坡口两种不同的应对措施。两种应对措施最大限度地降低了堰塞湖灾害影响范围,有效减轻了下游河段的防洪压力,并确保了苏洼龙水电站工程人员及设备安全,可为研究与评价水电工程的防灾减灾效益,以及工程遭遇堰塞湖灾害时应对措施的制定提供借鉴和参考。

    2020年02期 v.6;No.30 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 6292K]
  • 金沙江上游水电站应对白格堰塞湖灾害的措施及经验

    申宏波;李进;赵阳;

    2018年10月、11月,西藏自治区昌都市江达县白格村两次发生山体滑坡造成金沙江断流并形成白格堰塞湖,给金沙江上游沿岸人民生产生活设施造成巨大安全威胁和超过百亿元的经济损失。华电金沙江上游水电开发有限公司组织所属企业及参建单位快速应对,采取撤离避让、工程防护、人工干预、生产恢复,推动后续处置、风险评估等措施,最大限度减轻了对金沙江上游叶巴滩、拉哇、巴塘、苏洼龙等在建水电站的灾害损失和后续影响,为类似灾害的处置提供借鉴经验。

    2020年02期 v.6;No.30 26-29+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 7769K]

规划与设计

  • 基于NFC的水电站现场移动生产管理系统开发

    郭光海;汪学军;张勇;宋林梅;

    水电站是水利基础产业之一,但其管理现状离现代化管理水平还有一定差距,主要表现在水电站管理信息化水平与当前信息技术发展水平有一定差距、以"两票三制"为核心的生产管理系统考核落后、设备台账管理流于手工、缺陷发现及处理不能信息化。基于NFC的水电站现场移动生产管理系统是一套涵盖水电站两票三制、缺陷管理、设备台账管理为主要内容的现场生产管理系统,将水电站生产最前线的数据及动态实时的反应给运行管理人员,并形成档案,实现了水电站现场生产管理信息化,提高了水电站的现代化管理水平。

    2020年02期 v.6;No.30 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2704K]
  • 一种计及无功补偿的分布式电源优化配置方法

    张潮;陈静;顾卫祥;

    可再生能源以分布式电源的形式接入配电网是消纳可再生能源的重要手段,为进一步提高可再生能源的利用率,本文在分布式电源优化配置过程中考虑无功补偿设备以及储能系统的配置,建立了分布式电源、储能系统、无功补偿设备建设成本最小,系统网络损耗最小,系统电压稳定指标最优的多目标优化模型,并提出基于概率分布策略的改进遗传算法用于优化模型的求解。最后,以IEEE-33节点配电网系统为例,表明本文提出的配置方法可以改善分布式电源的波动性对配电网的不利影响,在保证系统稳定的前提下,进一步提高可再生能源利用率。

    2020年02期 v.6;No.30 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K]

智能水电厂

  • 大型抽水蓄能电站发电电动机变压器继电保护就地化整体解决方案研究

    刘治国;王世海;郝国文;任洋;李华忠;王光;

    回顾常规抽水蓄能机组继电保护存在的二次接线复杂、投资大等问题,开展大型抽水蓄能电站发电电动机变压器继电保护就地化整体解决方案及关键技术研究。文中提出了发电电动机变压器继电保护就地化的配置原则及配置方案,重点阐述了分布式保护运行模式、基于柔性光学CT的直采技术、基于SOC冗余系统框架、装置接口标准化、装置高防护设计等关键技术。最后总结了抽水蓄能机组保护就地化的有益效果,展望实现就地化保护还存在的困难,为后续抽水蓄能机组继电保护就地化实践提供指导意义。

    2020年02期 v.6;No.30 42-47+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2485K]
  • 基于改进遗传算法优化的小波神经网络短期负荷预测模型

    陈静;顾思;徐靖峰;

    针对传统小波神经网络在电力系统短期负荷预测中存在预测结果的精确度依赖初始网络参数的问题,提出了一种基于改进遗传算法优化的小波神经网络短期负荷预测模型。为了保证神经网络在训练过程中,各个层的权值和阈值按最优方向变化,将遗传算法引入小波神经网络,利用遗传算法寻优能力指导权值和阈值进行优化。将概率分布策略用于遗传算法的种群交叉和变异过程,解决遗传算法在中后期搜索精度差,收敛速度慢等问题。应用结果表明,与基本的小波神经网络的预测模型相比,在只考虑短期负荷历史数据的情况下,通过均方根误差计算比较,基于改进遗传算法优化的小波神经网络短期负荷预测模型具有更高的预测精度。

    2020年02期 v.6;No.30 48-51+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2398K]
  • 水电站继电巡检机器人导航技术研究

    曲鸿春;刘邦;蒋冬;魏萌;王亚坤;

    继电保护装置是保护水电站的重要方式。如果水电站存在安全问题,需要尽快消除故障电路并尽量减少安全问题,以最大限度地提高水电站的安全性。本文首先对水电站继电保护装置进行了基础分析,提出了对继电保护装置的重要性以及管理中存在的问题;其次,介绍了复杂动态工作环境下水电站继电巡检机器人导航方法,混合巡逻机器人混合导航和地图重建的基本方法;再次,介绍了巡检机器人的机械结构和软件平台,分析了巡检机器人的差分模型。对可视化机器人的数据特征以及应用范围进行分析。建立了环境特征导航图像和导航机器人导航,最后讨论了水电站继电保护装置管理核心对策,从根本上避免了水电站继电的问题,更好地完善继电机器人监测的性能,提出相应的观点与核心措施。继电器检测机器人具有良好的性能,已提出若干核心措施。

    2020年02期 v.6;No.30 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 3011K]

主机与辅助设备

  • 高水头混流式水轮机尾水管压力脉动综述

    王小龙;刘德民;刘小兵;唐正强;

    在高水头的混流式水轮机中,由工程实例的观测和研究可以得出,其运行过程中的机组不稳定性主要来源于机械内部的水力振动,而尾水管压力脉动作为水轮机水力振动的主要原因,在一定情况下会引起机械的疲劳失效。而从其内部流动机理上看,其周期性脉动特征是偏工况条件下尾水管内部的涡带振动,旋进涡核会产生高振幅低频压力脉动和高频压力脉动。本文主要介绍和讨论了国内外学者对这一领域的研究。这些研究主要包括尾水管涡带振动的机理研究,尾水管涡带振动的试验研究和数值模拟,尾水管涡带振动的结构影响,尾水管涡带振动的预防措施及对策。

    2020年02期 v.6;No.30 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2362K]
  • 大型抽水蓄能机组大轴折线分析及处理

    曹永闯;罗胤;靳国云;杨恒乐;秦连乐;

    大型抽水蓄能机组通常具有高转速高水头大容量的特点,为保证机组安全稳定运行,对其振动摆度幅值有着较为严格的要求,而机组轴线的好坏对振动摆度有着决定性影响,因此大修机组需对轴线进行相应测量和调整。机组大修回装后轴线可能存在弯折,为探寻此类机组大轴折线有效处理方法,以宝泉抽水蓄能电站为例,通过对机组大修后轴线数据测量、分析,采取在大轴法兰结合部位分区域添加不同厚度铜垫的方法处理大轴折线,明显缩短了机组检修时间,提高了机组检修质量,对类似机组大轴折线处理具有一定的参考价值。

    2020年02期 v.6;No.30 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1989K]
  • 抽水蓄能机组发电电动机磁极线圈位移的分析与监造

    赵贵前;郝国文;

    抽水蓄能机组磁极是一种在高转速状态下的磁极悬挂结构,其磁级线圈承受着巨大的离心机械应力、热负荷应力和电磁负荷应力,时刻存在着出现磁极线圈位移的可能,为此,就抽水蓄能发电电动机磁极线圈运行中出现过的位移故障进行分析并用来指导在建机组监造,很有意义。

    2020年02期 v.6;No.30 71-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1961K]
  • 水轮发电机下导滑转子松动原因分析及处理

    何伟;周军长;曾玉好;黄智欣;

    对于半伞式水轮发电机,下导摆度的大小直接关系到机组的稳定运行。本文通过对某电站5号机出现的下导摆度波动、下导摆度偏大及下导滑转子上窜的问题进行原因分析,根据电站实际的运行需要,分别采取了临时处理方案和彻底处理方案,重点介绍了彻底处理方案的实施过程:工地拆下导滑转子,下导滑转子返回加工厂加工找正基准带,采用超音速电弧喷涂法在下导滑转子内径喷涂金属层以加大主轴同下导滑转子配合紧量,根据找正基准带重新加工下导滑转子内圆及外圆,工地重新热套下导滑转子。通过采取彻底处理方案,成功解决了下导摆度波动、下导摆度偏大及下导滑转子上窜的问题。

    2020年02期 v.6;No.30 74-76+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K]

水电站自动控制

  • 南方电网抽水蓄能电站自动发电控制功能研究与应用

    巩宇;

    抽水蓄能电站自动发电控制功能是电站的核心控制功能,抽水蓄能电站工况复杂,具备水泵、调相等特殊工况,其自动发电控制逻辑较常规电站复杂。本文以南方电网所辖的各抽水蓄能电站为例,详细介绍了南方电网抽水蓄能电站自动发电控制功能的主要控制算法,包括发电工况成组控制、抽水工况成组启动控制算法等,为抽水蓄能电站自动发电控制功能设计提供参考。

    2020年02期 v.6;No.30 77-81+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2550K]
  • 水电机组一次调频与AGC协联控制改造及试验分析

    卢舟鑫;涂勇;叶青;

    维持电网频率在规定的范围内,是水轮机调节的基本任务。本文首先介绍了调速器开度控制模式及功率闭环控制模式的控制策略,阐述了两种控制模式之间的区别,并探讨了水电机组一次调频与AGC的协联机制,分析了现有模式与改进后水电机组一次调频与AGC控制策略的要求,以某机组试验为例,验证了改进后水电机组一次调频与AGC的协联控制性能,检验了机组运行的稳定性。

    2020年02期 v.6;No.30 82-86+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 3620K]

水工监测及其自动化

  • 黄河积石峡水电站渗流监测资料分析

    张燕霞;

    渗流一直是堆石坝坝体安全的核心部分,积石峡水电站是混凝土面板堆石坝,渗流监测是其重要监测项目之一。为了解积石峡水电站面板堆石坝、进水口、左、右边坡部位渗流监测资料运行现状,本文对上述部位的渗流量、渗压计、两岸绕坝渗流进行了与相关环境量库水位或降雨量的对比分析,通过分析得出了上述部位的渗流监测项目与环境量是否存在相关性,并总结和评价了各部位渗流的运行状态。

    2020年02期 v.6;No.30 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 5023K]
  • 步进电机探针式量水堰计在张河湾抽水蓄能电站的应用

    韩晓涛;邱伟;马保东;董旭龙;赵钰;易长春;

    目前国内常见的量水堰自动测量装置主要有振弦式、称重式和浮子式,其在应用过程中会存在设备结钙或测值漂移等问题。为此,国网新源检修分公司根据现场情况研制出了步进电机探针式量水堰计,并在张河湾抽水蓄能电站上水库成功应用。从运行情况来看,步进电机探针式量水堰计观测精度高、人工比测方便、维护量小、长期稳定性高、兼容性好,完全满足渗漏监测的需要,应用前景广阔。

    2020年02期 v.6;No.30 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 3031K]

电气设备

  • 基于CDEGS软件设计的下水库接地网改造

    冯海超;陆胜;姜跃东;郑智勇;杨廷方;高海欧;

    本文利用CDEGS软件,对天荒坪抽水蓄能电站水库区域的土壤及岩石等地质参数进行分析和拟合,并构建土壤的分层模型;然后通过对地网的网格大小、导体的疏密程度、接地网的面积、水平接地体的长度等因素进行经济比较和优化分析,设计出了符合安全标准的水下接地网。结果表明:水下接地网的设计满足设计要求,达到了改善接地网参数性能的目标。

    2020年02期 v.6;No.30 98-101+111页 [查看摘要][在线阅读][下载 5886K]
  • 一起励磁变压器短路故障分析及启示

    徐灵江;李华忠;陈俊;王光;徐金;陈佳胜;

    励磁变压器保护主流采用电流速断+过流保护方案,其电流速断定值按躲低压侧绕组引出端三相短路整定,存在内部短路故障检测灵敏度低的缺点。本文分析了一起励磁变压器内部短路故障案例,因故障点发生在励磁变压器低压侧,电流速断保护灵敏度低而无法快速切除,导致故障持续扩大,损失严重。励磁变压器差动保护采用电流基波分量计算,具有成熟的现场运行经验,对于高次谐波的影响,只要采用合适的软、硬件滤波环节,适当提高定值门槛,即可取得良好的运行效果,能大大提高内部短路故障检测灵敏度,因此建议有条件时投入该功能。

    2020年02期 v.6;No.30 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2939K]
  • 离相封闭母线测温元件故障分析及处理

    周明;杨东;周洪宇;

    大岗山离相封闭母线起到汇集、分配和传送电能的作用,机组额定电流23000多安培,在长期运行过程中母线各连接处若出现接触电阻增大会导致局部发热,甚至烧毁母线造成事故,所以对母线连接部位进行实时温度监视非常必要。本文介绍了大岗山水电站离相封闭母线运行温度监视情况,并分析大岗山水电站离相封闭母线测温元件及装置故障原因,具体介绍本电站所采取的改进处理方法,并提出无线无源系统改进方案,以进一步提高离相封闭母线测温系统的安全稳定运行。

    2020年02期 v.6;No.30 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 4166K]
  • 500kV GIS隔离开关操作过电压风险分析处理

    张建伟;李涛;

    某抽水蓄能电站500kV GIS隔离开关经检测存在操作过电压的风险,本文对造成隔离开关操作过电压的原因进行了分析,采用改变隔离开关触头结构等措施降低发生操作过电压的可能性,进一步介绍了隔离开关改造的过程以及注意事项,隔离开关经改造完成后运行情况良好,可为其他类似设备运维提供相关参考。

    2020年02期 v.6;No.30 112-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 3667K]

工程施工

  • 抽水蓄能电站弃渣场运维现状简析

    温家华;马保东;曹畅;柴建峰;程亚男;李沁书;凌超;闵丽;闫宾;李明阳;王昱;

    本文首先介绍本次弃渣场现状调查概况,然后统计分析46个弃渣场资料,获得以下认识:目前约有65%的弃渣场由电站自行管理,其余已移交当地政府;约70%弃渣场的护坡、截排水及拦档等设施均处于正常状态;其余30%的弃渣场局部有变形或者损坏或严重损害,或拟申请经费进行相应的治理;应重视筹建期和基建期弃渣场勘测设计和管理标准,在设计时考虑自动监测设施、巡检便道的布设和设计,并预留相应的费用;观测和监测设施尽可能采用先进、可靠的自动化采集设备。上述认识对类似工程具有一定的借鉴作用。

    2020年02期 v.6;No.30 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2175K]