世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生于瑞士,经过近140年的发展,抽水蓄能已成为现代电力系统内技术成熟、使用经济、清洁高效的优质调节手段。河北岗南是我国抽水蓄能电站的首次尝试,历经50多年后,抽水蓄能发展规划、产业政策和技术标准逐渐完善,设备制造实现完全国产化,抽水蓄能产业呈现健康有序发展的良好局面,成为坚强智能电网的重要组成部分。
伴随着抽水蓄能的快速发展,研究和解决抽水蓄能电站建设中遇到的重大科学技术难题也变得越来越迫切,其中“抽水蓄能电站输水系统调压室设置技术”即为重要的研究课题之一。通常认为,抽水蓄能电站输水系统主要面临的问题有以下几个方面:
(1)地下厂房安装高程低,需配套设置较长的压力引水系统和尾水系统,输水系统的水流惯性较大。
(2)抽水蓄能电站启停频繁、工况转换迅速,水泵水轮机特殊的双向过流特性使得水力过渡过程较常规水电站复杂得多。
(3)设置调压室可有效改善抽水蓄能电站机组运行条件、保护长距离压力水道免受水击破坏,但调压室开挖高度大、施工困难、安全风险管控难度大,投资相对较高。
为了充分研究和解决上述问题,相关单位和人员对国内部分已建、在建的抽水蓄能电站进行了调研与研究,这些电站水头在100~600m之间,包含高、中、低等多水头类型。通过数据计算、理论推导和工程案例验证等方法,总结调压室结构稳定断面、阻抗孔、衬砌等结构设计经验,界定了过渡过程计算主要工况,结合工程实践对传统调压室设置技术进行思考,形成了相关研究成果。在研究过程中,获得了国内科研机构、高校和行业专家的支持与肯定,在此一并表示感谢。
现针对上述研究中的主要内容,整理形成本期专栏,以期在输水系统调压室设置等相关学术研究上提供一定的借鉴,对同类工程的建设、运行提供相关参考,为抽水蓄能事业更好发展提供助力。