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抽水蓄能电站水泵水轮机工作参数的选择研究

高敏  
【摘要】:水泵水轮机参数的合理选择,对抽水蓄能电站投资效益和安全高效运行具有决定性意义,而比转速的选择是水泵水轮机参数选择的前提条件。在初步选定水泵水轮机的比转速参数时,比转速与水头的关系是解决水泵水轮机比转速选择问题的基础,也是水泵水轮机其他主要性能参数选择的前提。本文统计了国内外42 座已建成的中高水头单级混流可逆式抽水蓄能电站的有关资料,对水泵工况设计扬程与比转速、水轮机工况额定水头与比转速、机组吸出高度与水泵工况的比转速分别进行统计回归和分析计算,取得了以下研究成果:  1. 在数据统计的基础上,对水泵水轮机在水泵工况下比转速与扬程的数据进行整理,利用Matalab 软件首先对数据进行光滑处理,然后再利用其曲线拟合功能,按四种数学模型进行适配分析,并按不同的误差分析方法进行了处理,得出了参数之间的关系曲线。根据拟合特征系数sse (The sum of squares due to error) ? 0, RMSE (Root mean squared error) ? 0 较优的原则分析比较后,得出供参数选择应用的数学关系式。  2. 对水泵水轮机在水轮机工况下比转速与水头的数据进行整理,利用上述方法和原则,通过对五种数学模型的应用比较,得出较优的数学关系式。  3. 对水泵水轮机的吸出高度与比转速的数据进行整理,利用上述方法和原则,通过对三种数学模型的应用比较,得出其数学关系式。  4. 利用两个工程实例:西龙池、桐柏两座抽水蓄能电站水泵水轮机的参数选择,对所拟合出的水泵水轮机水泵工况比转速与扬程、水轮机工况比转速与水头、吸出高度与比转速的数学公式进行了验证计算,并与以往的经验公式进行了误差分析比较,得出较满意的结论。  所得计算公式有以下特点:  1. 计算公式是从国内外已建成的中高水头(扬程)单级混流可逆式抽水蓄能机组参数统计回归而得,仅适用于中高水头抽水蓄能电站的机组选型参考。  2. 利用MATLAB 软件的曲线拟合功能对水泵水轮机的工作参数之间的关系进行数学模型的建立,具有工效高、误差小、适应性好等优点。 3. 通过对工程实例的计算分析和对已有公式的比较分析,表明所建立的计算公式具有较高的应用价值。  


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