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            抽水蓄能技術及成果應用
            日期:2022-03-24   [復制鏈接]
            責任編輯:sy-zhanganjie 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
            在我國抽水蓄能行業發展初期,抽水蓄能技術被國外壟斷。經過多年發展,我國探索出了一條自主創新發展之路,抽水蓄能機組關鍵技術和成套設備實現從無到有、由弱到強的根本性跨越。

            技術發展

            2003年之前,我國抽水蓄能機組及其輔助機電設備全部依賴進口,之后,我國以工程為依托,不斷攻克機組及控制設備關鍵技術,形成擁有自主知識產權的核心技術,研制出大型抽水蓄能機組及成套設備。

            信息技術和機電技術的進步,推動抽水蓄能機電技術不斷發展,變速抽水蓄能機組、中小容量抽水蓄能機組、海水蓄能機組、更大容量更高水頭蓄能機組、智能化抽水蓄能機組的技術發展是抽水蓄能機電技術發展的重要方向。

            主要設備

            ●水泵水輪機

            水泵水輪機是集水泵和水輪機兩種相反功能于一體的特殊水力機械,是抽水蓄能機組的重要組成部分和能量轉換核心。

            隨著水力設計技術的發展,水泵水輪機的能量轉換效率大幅提升。近期研制的水泵水輪機在抽水工況和發電工況的最優效率均能達到92%以上,我國最新投產的機組達到94%。

            抽水蓄能機組有多種型式,由于混流式水泵水輪機具有應用水頭范圍廣、單機容量大、經濟技術綜合優勢突出等特點,成為目前世界上應用最廣泛、技術最先進的機型,代表著大型、超大型抽水蓄能機組的發展方向。

            主軸是水泵水輪機與發電電動機的連接部件,上端連接發電電動機軸,下端連接水泵水輪機轉輪,其作用是傳遞機組轉矩。由于抽水蓄能機組雙向旋轉,水泵水輪機主軸的使用條件遠比常規水輪發電機組主軸復雜。

            發電電動機是抽水蓄能電站實現電能與機械能相互轉化的核心設備,因其在發電工況時作發電機使用,在抽水工況時作電動機使用,故稱發電電動機。與單一功能的水輪發電機相比,發電電動機具有大容量、高轉速、雙向旋轉、頻繁啟停、過渡過程復雜、設計制造難度大,需要專門啟動措施等特點和難點。

            ●大型變速抽水蓄能機組核心控制設備關鍵技術研究

            創新成果

            隨著風電、光伏發電等新能源發電快速增加,對電力系統的安全可靠運行提出更高要求。變速抽水蓄能機組可為電力系統提供更靈活可靠的熱備用和旋轉備用電能,提高新能源消納水平和電網安全穩定性。

            國網新源公司聯合南瑞集團、中國電科院、許繼集團等單位,對大型變速抽水蓄能機組交流勵磁、調速器、繼電保護和監控系統開展了關鍵技術研究和設備研制。提出一種交流勵磁多支路并聯系統的混合控制策略,形成變速抽水蓄能機組多工況運行轉換控制流程,攻克了變速抽水蓄能機組交流勵磁與調速器之間的協調控制問題。

            通過這一研究,我國掌握了變速抽水蓄能機組核心控制設備關鍵技術,推動了變速抽水蓄能機組自主化工程應用進程。

            ●700米級350兆瓦抽水蓄能機組國產化關鍵技術研究

            隨著新技術、新材料、新工藝在抽水蓄能機組的廣泛應用,開發高水頭、大容量、高轉速機組是目前行業的發展趨勢,也是打破國外壟斷、掌握關鍵核心技術的必由之路。

            國網新源吉林敦化抽水蓄能有限公司聯合清華大學、河海大學等國內高校聯合攻關,在國內首次實現了700米級350兆瓦抽水蓄能機組的完全自主研發、設計和制造。發電機采用“一根軸”結構,成功解決了高轉速機組擺度控制難題。推力軸承創新采用噴淋式冷卻方式,既提高了機組效率,還提高了推力軸承的承載能力,使高速雙向軸承運行更加安全。采用直筋機座+斜支臂結構、阻尼環內連接結構等新型結構,為后續高水頭大容量抽水蓄能電站工程提供了重要的參考和借鑒。

            ●TBM施工關鍵技術研究

            抽水蓄能電站地下隧洞群目前主要采用鉆爆、反井鉆、爬罐法開挖,安全風險高、施工工期長、作業面環境差,容易引發安全生產事故。國網新源公司大力推廣以多類型硬巖隧道全斷面掘進機(TBM)為代表的機械化施工設備,在國內率先將TBM施工方法引入抽水蓄能電站工程建設,并提出了適合TBM施工的抽水蓄能電站平洞、斜井等建筑物設計理念,統一了不同電站功能相近隧洞的開挖斷面型式和尺寸。

            原標題:抽水蓄能技術及成果應用 
             
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            來源:亮報
             
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