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水电院:久久为功 力保机组运行不“打烊”

  • 来源: 大唐水电科技术研究院
  • 作者: 水科轩
  • 发布时间: 2020-05-18

滴滴滴……“感谢大家一直以来的辛苦和努力,甘孜公司机组功率波动的顽疾终于被我们攻克了!”大唐水电科学技术研究院甘孜项目攻关组的负责人将这一好消息公布在水电院的QQ群里,大家都为此消息纷纷点赞。

这,是一场持续了2年之久的技术攻坚战。

合作攻关 寻找病根

2018年5月,在西南电网和华中电网开展异步联网试验时,发现了甘孜公司的机组存在有功低频振荡,对电网的系统安全构成了潜在威胁。为此,西南电网调度中心提出,如果不能有效解决,将会下令涉及的4台大型机组退出电网运行。

引起低频振荡的原因有很多,包括电网构架以及电厂的监控系统、调速器系统、励磁系统以及水轮机压力脉动等等,都有可能导致低频振荡的发生。如何解决并网机组的有功低频振荡,不仅是电厂生产运营管理者的难题与担当,也是水电院作为技术服务单位的挑战和责任。

大胆设想 反复验证

俗话说得好“治病要找病根,唯有精准把脉,方可药到病除”,在与甘孜公司达成共识后,水电院迅速抽调了电气、机械、金属、水工等专业的技术骨干,成立了技术攻关项目组,以最快的速度赶往电厂进行现场调研。在短短1个月的时间里,不仅查阅了国内外大量参考文献,更对电厂过往3年海量的监控及水情数据进行了仔细查阅。“功夫不负有心人”,通过对历史数据的分析与对比,发现除机组有功振荡周期基本保持16秒不变外,还与尾水位的波动有着极大的关联。

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”为了验证这一规律性发现,项目组决定采取现场试验的方式进行求证。因尾水隧洞为两台机组共用,不同的运行方式将对试验数据和结果产生很大的影响,为尽可能模拟实际运行遇到的各种工况,从单机运行到同一尾水洞双机运行,再到四机运行……,从电网线路参数及构架核算到调速器一次调频功能投退,再到变功率因素测试……,从尾水全流道仿真建模到尾水流道水力特征参数计算,再到水力-机械过渡过程计算……一个接一个的试验,一次又一次的数据分析,随着检测数据、阶段报告以及数据模型地不断诞生,结果验证了项目组的推断是完全正确的,有功振荡的“真凶”就是尾水隧洞内特殊压力脉动引起机组间的水体共振。

对症用药 靶向治疗

在分析确认“病根”来源自水体共振后,项目组决定对症下药,靶向治疗,将大坝消能坎技术概念创新引入尾水隧道中,通过在机组尾水流道进入叉管前增设消能坎,达到增加水力阻尼的目的,从而减小尾水隧洞的水力波动,进而达到控制有功振荡的目标。

可如何把纸上的蓝图搬到现实?项目组为了在消能坎安装时可以排空尾水流道,在保证安装人员的人身安全同时,又确保共用尾水隧道的机组发电不受影响,结合电厂2019年检修周期,提出了分阶段安装消能坎的合理建议。

2019年4月,经过检修期的紧张施工,完成了2号水力单元尾水支管的消能坎安装,随后开展了相应的验证测试,有功振荡的幅值有了明显下降,经进一步的分析与仿真模拟,提出了更优化的工程解决技术方案。

2019年12月,对2号水力单元尾水支管的消能坎完善改造安装终告完成。通过连续一个多月对30多种工况下机组运行情况的严密监视与数据分析,范围基本涵括了日常的机组运行方式,单机有功功率最大波动从最初前的7.8MW降至了2.2MW,完全满足了西南电网调度对该机组波动幅值不超过3MW的严格要求,更关键的是原16s超低周期振荡已完全消失,高悬两年未曾落下的机组退网“打烊”的大石头也终于落地了。这一系统性、集成性的大型机组功率波动工程研究处理技术为国内首次应用。

这是水电院自成立以来打的最持久的一场技术攻坚战,但在科学研究院系统“讲科学、讲技术、讲民主、讲规范”的严谨作风引领下,他们一直相信再多的疑难杂症,只要坚持发扬斗争精神和胜利精神,久久为功,锲而不舍,“药到病除”必定可期。


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