专家论坛

  • 积极探索抽水蓄能融合发展 支撑能源清洁低碳转型

    郭炬;

    抽水蓄能和新型储能等调节电源发展,需要聚焦制约电网调节能力的关键问题,加快探索各类调节资源的合理配置、协作融合,并推动技术、管理、政策和机制上的协同发展,助力电网安全稳定和电力保供转型。本文从新型电力系统呈现的日益丰富、复杂多样调节需求出发,结合各类调节技术发展、抽水蓄能发展规模与竞争优势挖掘,全面分析了抽水蓄能融合发展的行业背景,提出将拓展调节品种、提升调节品质、优化调节成本和培育竞争能力作为融合目标,把握好因地制宜、双重路径和规模优势的总体策略,聚焦创新抽水蓄能自身技术、拓展跨界技术间融合两个方向,挖掘运行电站集群效应。本文还就加强融合理论研究、突破协同发展瓶颈,坚持系统需求导向、避免简单叠加融合,推动产业链合作、汇聚产业智慧寻求突破,完善配套产业政策、营造良好发展环境等4个方面,提出探索融合发展的措施与建议。

    2025年03期 v.11;No.61 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]

特别策划——堆石混凝土筑坝技术研究与应用

  • 小粒径堆石混凝土一体化浇筑施工期温度监测与分析

    刘彬;张兴毅;魏大川;张喜喜;刘华;赵凯丽;

    堆石混凝土(Rock-Filled Concrete,RFC)在温控防裂方面具有显著优势,小粒径堆石混凝土的提出则进一步增强了其经济性和适用性。为分析小粒径堆石混凝土在一体化浇筑下的仓内温度变化规律,开展了工程尺度的现场温度监测与分析。监测分析结果表明:①防渗层厚度的增加会显著增加防渗层代表性温度测点的峰值温度和水化热温升,但对RFC代表性温度测点影响较小;②防渗层为1.0m时,防渗层代表性测点的峰值温度46.00℃和水化热温升13.32℃会显著高于仓内RFC代表性测点的38.56℃和11.94℃;③仓面表面沿纵深方向会存在较高的温度梯度,但堆石混凝土内部以及堆石表面附近的温度梯度在浇筑完48h后基本可以忽略。因而,实践中应尤其注意防渗层表面附近的温度变化情况。

    2025年03期 v.11;No.61 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2564K]
  • 基于吊车梁结构多参数的反演分析方法和优化策略

    赵永刚;赵凯丽;张凯恒;冯治刚;王振红;汪娟;

    确定大体积混凝土现场性能是非常困难的,通常的试验、经验参数以及设计参数都与实际工程中的真实情况有所偏差,大量研究发现,通过反演分析得到的参数能够更好地反映真实参数情况,使得后续的仿真研究更准确地反映工程实际状况。通过多参数的反演分析,研究使反演后的仿真值能快速拟合实测值的方法,并结合某抽水蓄能电站悬臂吊车梁工程,实现多参数反演分析。计算结果发现:多参数反演分析能够通过实测温度的多个关键点进行拟合,拟合效果更加准确,该方法反演的变量值需在合理的范围内,利用该方法进行多参数组合的反演计算能够得出更能反映工程实际性态的参数值,在工程中的应用也有良好的效果,并为其他类似工程提供参考和借鉴。

    2025年03期 v.11;No.61 11-18+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2786K]
  • 大体积混凝土冬季施工温度控制与数值模拟研究

    赵凯丽;李敏;王珏;

    严寒地区冬季低温环境给大体积混凝土施工带来挑战,温度裂缝成为主要破坏形式,研究温度控制对保证工程质量至关重要。针对严寒地区冬季大体积混凝土施工中温度控制问题,利用有限元软件进行数值模拟研究,分析了大体积混凝土冬季施工温度的变化与分布情况;分别研究了不采取保温措施情况下,浇筑温度分别为10、20、30℃,以及浇筑温度为10℃情况下,采用木模板保温以及挤塑聚苯板保温等五种工况的大体积混凝土温度变化的计算结果。研究结果表明:环境温度和混凝土入模温度会影响混凝土的温度峰值和温升值,不会改变混凝土温度场的分布规律。挤塑聚苯板保温措施效果优于木模板。数值模拟技术在大体积混凝土施工中的应用,可以有效地预测混凝土内部的温度场变化和应力场变化,为制定合理的温控措施和施工工艺提供理论依据,从而提高工程质量,降低施工风险。

    2025年03期 v.11;No.61 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 3122K]
  • 堆石混凝土坝的实体质量检测与评定

    余长生;

    堆石混凝土坝是21世纪发明的新坝型,作为重要的水利工程结构,对其实体质量进行检测与评定是确保工程安全可靠、稳定运行,以及保护下游人民生命财产不受极端洪涝灾害威胁的关键事项。大坝完工后通过采取全面、有效的质量检测手段,能够及时发现并处理坝体存在的潜在缺陷问题,对于提高工程质量和使用寿命,发挥水库防洪度汛的积极效益提供有力支持与帮助。因此,在水利工程建设和验收过程中,应高度重视坝体质量检测工作。

    2025年03期 v.11;No.61 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2383K]
  • 自密实堆石混凝土坝在福建地区的应用分析

    丘俊昌;

    混凝土重力坝是水库大坝中最常见的坝型,自密实混凝土堆石坝是近几年我国大力推广的重力坝。解析福建省某水库细石混凝土砌石坝与长汀县桐睦水库高自密实混凝土坝工程实例,阐述细石混凝土坝和自密实混凝土堆石坝的技术方案比较,通过对比分析印证了自密实堆石混凝土技术具有施工进度高效、质量可靠、经济成本节约、混凝土温控措施便捷等方面的优点,供类似工程借鉴。

    2025年03期 v.11;No.61 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2314K]

特别策划——抽水蓄能电站现场重大技术问题处理

  • 全风化花岗岩的判定及工程地质性质

    柴建峰;李嗣勤;闫宾;史力诚;赵凯丽;李义松;王宇;赵宇瑶;赵龙;

    花岗岩风化状态的界定和工程地质评价,影响坝基建基面选择、边坡支护设计、防渗设计、围岩分级、料源规划、施工开挖机械配置等,对抽水蓄能电站建设有着重要的意义。本文首先分析了花岗岩形成条件和风化特征,结合花岗岩地区抽水蓄能电站建设经验,探讨花岗岩全风化层的界定,提出花岗岩地区水电工程的勘察重点和主要工程地质问题,并探讨了全风化花岗岩开挖后的继续风化问题。上述认识对花岗岩地区的抽水蓄能电站勘察、设计和施工有一定参考价值。

    2025年03期 v.11;No.61 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2200K]
  • 高云母含量机制砂对抽水蓄能电站混凝土的性能影响研究

    张宇鹏;温家华;王伟;段锡志;袁霖;

    机制砂是抽水蓄能电站混凝土的重要原材料,而部分地区的抽水蓄能电站机制砂云母含量较高,使用高云母含量机制砂,可能对抽水蓄能电站混凝土质量产生不利影响。若采用外购天然河砂,则又会增加工程造价控制的不确定性。为明晰云母对水泥砂浆、混凝土性能的具体影响,确定高云母含量机制砂使用限制,本研究按照微观至宏观的逻辑顺序,充分收集、归纳、总结相关研究进展与成果,发现云母与水泥浆黏结力差,云母使水泥砂浆和混凝土的性能劣化原理,同时,本研究提出对于高云母机制砂的使用,应关注机制砂石粉中云母对混凝土性能的影响,必要时,应对机制砂中的云母含量采用比现行标准规范更严格的使用要求。

    2025年03期 v.11;No.61 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2299K]
  • 抽水蓄能电站防排沙运行策略研究

    赵宇瑶;闫宾;闵丽;王珏;程亚男;董雪;

    针对抽水蓄能电站的泥沙问题,综合考虑过机含沙量对机组磨蚀及大粒径泥沙对技术供水的影响,以位于西北、东北、华东地区三个抽水蓄能电站为例,分析避沙运行策略的影响因素,提出泥沙运行影响及避沙运行措施。常见的避沙运行策略包括降水位运行及停机避沙运行两种。分析认为当电站所在流域汛期大洪水期间高含沙量水流出现较集中且历时短时,可视为电站具备停机避沙运行的条件。确定控制条件时,应综合考虑停机避沙运行时长及减少高含沙量水流过机因素,合理确定判别指标。

    2025年03期 v.11;No.61 48-52+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2198K]
  • “双碳”目标下抽水蓄能电站的碳排放影响与环保措施分析

    徐晓月;温家华;李斌;于姗;王宁波;肖梦杰;

    在应对全球气候变化、推进“双碳”目标的背景下,抽水蓄能电站作为电力系统的重要调节器,其碳排放影响与环保措施具有重要研究意义。本文深入分析了抽水蓄能电站在建设与运营过程中的碳排放特征,进一步探讨了建设绿色低碳抽水蓄能电站的多项措施,包括资源管理改善、能源节约、数智化管控、生态修复与保护等,旨在降低建设过程中的环境影响,提升其在碳减排中的作用。研究结果表明,抽水蓄能电站通过采取有效的环保措施,不仅能够减少碳排放,还能促进生态系统的恢复和保护,实现环境效益、气候效益和经济效益的多赢局面。本文为抽水蓄能电站在“双碳”目标下的可持续发展提供了科学依据和实践指导,对于推动能源转型和实现“双碳”目标具有重要的参考价值。

    2025年03期 v.11;No.61 53-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K]
  • 东北某地区复杂地质条件下抽水蓄能电站地下厂房位置初选与优化研究

    赵凯丽;闫宾;敬书珍;王珏;柴建峰;

    针对东北某地区复杂地质条件,本文结合区域地质构造、岩体力学特性及水文地质特征,提出抽水蓄能电站地下厂房位置的初选方法与优化策略。通过综合运用地质勘探数据,建立了基于地质稳定性、施工可行性和经济性的综合评价体系,最终形成了适用于该区域的优化选址方案。分析结果表明,中部厂房方案一在地质条件、施工难度和工程投资等方面具有优势,推荐作为该电站地下厂房的布置方案。本研究提出的初选与优化策略,可为类似工程提供参考,推动我国抽水蓄能电站建设在复杂地质条件下的技术进步和可持续发展。

    2025年03期 v.11;No.61 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2732K]
  • 抽水蓄能电站水轮机磨蚀问题探讨

    赵宇瑶;闫宾;柴小龙;李云龙;王宇;

    在抽水蓄能电站机组的日常运行中,磨蚀现象成为水轮机转轮损坏的主要原因。论文分析了磨蚀现象易发生的部位及常见的防磨蚀措施,总结了目前抽水蓄能电站在前期设计阶段常用的过机含沙量测算方法及其局限性,以及相关标准中通过计算机组磨损量反推过机含沙量的可行性,本文建议在设计阶段借鉴类似工程判断过机含沙量时,可以流域为单位进行归纳分析,进行综合判定。上述认识对电站设计阶段机组选型、拦排沙设施规模等工程设计具有一定借鉴作用。

    2025年03期 v.11;No.61 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K]

特别策划——叶片式水力机械运行性能分析与稳定性提升研究

  • 无叶区间距对高速离心泵性能影响分析

    方兴宇;肖若富;林坤;

    为探究比较诱导轮与叶轮之间的距离对离心泵性能的影响,本文以某高速离心泵作为研究对象,在定量与定性分析的基础上,仔细分析了诱导轮和叶轮的内部流动,从空化分析入手,分析初生空化状态到临界空化状态再到叶轮内部的大规模空化,随后把叶片上的空化与熵产率分布建立联系,揭示熵产率分布与高速离心泵性能之间的关系,进一步说明无叶区间距对高速离心泵性能的影响。

    2025年03期 v.11;No.61 68-73+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 4280K]
  • 半开式叶轮泵工况内部流动规律与稳定性分析

    戴宜高;卓南;苗旭;葛昊源;唐淼;张成宇;唐善东;

    半开式叶轮因为其独特的结构特点,在储能、化工和矿业等行业有广泛的应用,为了充分了解和揭示其在泵工况下的运行性能,本文研究针对该半开式叶轮泵工况开展了基于计算流体力学(CFD)的数值模拟分析,采用SST k-ω湍流模型,对该模型的流动状态、叶轮力特性,以及压力脉动进行分析。其中,将数值模拟结果与实验结果进行了能量特性的对比,发现数值模拟的计算结果误差在5%以内。随后基于该方法,对半开式叶轮泵工况的不同典型工况(0.5、1.0、1.3Q_d)进行对比分析。从结果上来看,不同流量工况下的压力没有明显的变化,但在小流量工况下存在大尺度漩涡。叶轮力特性在不同流量工况下没有明显变化。不同监测点的压力脉动主导频率主要为1倍、4倍、8倍、16倍转频。如此一来对于半开式叶轮泵工况的特性分析,为优化设计以及稳定性运行提供了一定的参考价值和理论基础。

    2025年03期 v.11;No.61 74-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 3445K]
  • 导叶式混流泵能量损失及压力脉动模态分解研究

    杨栗;冯帅;李浩田;蒋鑫龙;李毅;王超飞;史洪斌;陈鹏同;

    导叶式混流泵在工农业生产及水利工程中应用广泛,但运行时存在能量损失和压力脉动问题,影响设备性能与寿命。本文以一台导叶式混流泵为研究对象,采用 CFD 数值模拟方法,结合熵产理论和变分模态分解技术,对其内部流动、能量损失及压力脉动特性展开研究。结果表明,流体在叶轮中速度最大,进入导叶后速度下降且存在旋涡,在压水室流动速度较低;吸水室出水、压水室进水口及叶轮和导叶叶片工作背面能量损失较大。通过变分模态分解发现,压力脉动信号主要受叶轮转频(及其倍频)和叶轮叶片通过频率(及其倍频)影响,不同监测点受不同频率主导。本研究为减少导叶式混流泵能量损失、降低压力脉动,提高机组运行安全性和稳定性提供了理论依据。

    2025年03期 v.11;No.61 83-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 3464K]
  • 抽水蓄能机组水泵工况断电过程稳定性对比

    于洋;夏武;

    抽水蓄能水泵水轮机运行工况频繁变化,过渡过程复杂,水泵工况断电时若导叶动作异常,会严重威胁电站安全稳定运行。本文以垣曲抽水蓄能电站为研究对象,运用特征线法对水泵工况断电过程进行稳定性对比分析。研究设定了断电后导叶动作和拒动、不同断电时间点的情况进行对比。结果表明,导叶动作对机组及输水系统稳定性影响显著,导叶一关一拒时,拒动机组的特征波动比导叶关闭机组更大,且引水、尾水闸门井水位和流量波动幅度与导叶全拒时不同,导叶的合理响应有利于降低系统波动幅值。流经尾水闸门井流量最大时断电,比流经引水闸门井流量最大时断电在闸门井处波动更小,但在调压井处波动更大,断电时机的合理选择也有利于提升水力系统稳定性。

    2025年03期 v.11;No.61 94-106+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 3350K]
  • 离心式叶轮低阶模态水力阻尼特性数值模拟研究

    温海岗;姚亮;曾永顺;肖若富;姚志峰;

    抽水蓄能机组启停过程或变频运行时,动静干涉引发的脉动频率范围加宽会增加叶轮发生共振的风险。本文以振动状态下离心式叶轮为研究对象,在0.9~1.4倍设计流量范围内开展了非定常数值模拟。扬程及效率与实验结果的相对误差均在4.03%以内。随着流量偏离设计工况,叶轮出口的径向速度分布不均现象显著加剧,形成了明显的“射流-尾迹”流动结构。叶轮的振型在空气和水中的表现相似,但水中的固有频率显著低于空气中的固有频率,其中一节径向模态的固有频率下降幅度达到59.9%。水力阻尼在设计流量下最大,随流量偏离设计工况逐渐减小,当流量为1.4倍设计值时,水力阻尼相对下降可达16.9%。本研究的结果可为叶轮设计阶段的共振风险评估提供重要参考。

    2025年03期 v.11;No.61 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2535K]
  • 双吸离心式水泵水轮机发电工况低水头不稳定内流特性研究

    王超越;张宇雷;陶然;潘家乐;李增怀;吴泽舟;

    双吸离心式水泵水轮机在未来微型抽水蓄能中具有良好的应用前景。在低水头/小流量段,其单位转速-单位流量曲线上往往存在低水头不稳定工作区,极易导致机组在不同运行模式间跳动,严重影响安全稳定运行。相比于大型抽水蓄能常用的单吸式水泵水轮机,双吸式机组具有交错型双吸转轮及半螺旋形尾水管等特殊过流结构,故低水头不稳定流动必然有其独特性,但目前对于这种新型机组尚缺乏深刻认知。针对这一不足,本文基于自适应时间尺度驱动混合URANS/LES湍流模型及涡量二元分解理论,探究了双吸离心式水泵水轮机发电工况低水头不稳定内流特性,主要成果如下:①追踪了交错型双吸转轮做功能力随水头降低的劣化过程,量化了主要过流部件间能量分配比例的递变特征;②掌握了不同过流部件中主导涡结构的表观形式及涡旋强度分布特征,建立了总涡量与湍流耗散率间的非线性标度关系。研究成果有助于认识双吸离心式水泵水轮机低水头内流失稳过程,从而为这种新型机组的水力稳定性评估及调控提供科学依据。

    2025年03期 v.11;No.61 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2968K]

  • 堆石混凝土筑坝技术研究与应用

    乔洪奎;

    <正>堆石混凝土作为一种新型大体积混凝土筑坝材料,近年来在水利水电工程等领域受到广泛关注,其研究也取得了显著进展。从材料性能方面来看,早期对堆石混凝土中粗骨料(堆石)与高自密实性能混凝土(HSCC)相互作用的研究,为理解其力学性能奠定基础。研究发现,堆石的粒径分布、形状及含量对堆石混凝土强度影响显著。当堆石粒径级配合理时,能形成紧密堆积结构,可有效提高堆石混凝土的密实度和强度。

    2025年03期 v.11;No.61 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
  • 抽水蓄能电站现场重大技术问题处理

    吴强;

    <正>抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等“六大功能”,在保障大电网安全、促进新能源消纳、构建新型电力系统、助力乡村振兴和经济社会发展中发挥着重要作用。在抽水蓄能电站设计、建设、运营过程中发现:(1)花岗岩风化状态的界定和工程地质评价,影响坝基建基面选择、边坡支护设计、防渗设计、围岩分级、料源规划、施工开挖机械配置等,对抽水蓄能电站建设有着重要的影响。

    2025年03期 v.11;No.61 4-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
  • 叶片式水力机械运行性能分析与稳定性提升研究

    陶然;

    <正>叶片式水力机械作为现代工程领域的核心装备,以泵、水轮机、抽水蓄能水泵水轮机等形式,广泛应用于工农业生产各环节。在农业灌溉中,水泵将电能转化为机械能驱动水流;工业生产里,泵设备承担原料输送、冷却循环任务;电力行业中,水轮机将水能转化为电能,抽水蓄能水泵水轮机则凭借双向能量转换,成为电力系统调峰填谷的“稳定器”,在能源转换与流体输送中发挥关键作用。

    2025年03期 v.11;No.61 6-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K]
  • 国网新源浙江缙云抽水蓄能电站下水库

    王佳敏;

    <正>~~

    2025年03期 v.11;No.61 121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K]
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