首个国内制造厂自主进行的抽水蓄能机组水力优化改造项目取得成功

“三、二、一，甩！”随着现场总指挥一声令下，黑麋峰③、④机双机同甩100%负荷试验于12月18日下午顺利完成。结果显示机组各项指标正常，完全满足调节保证要求且有较大安全裕量。至此，黑麋峰④机水力优化转轮更换全部调试试验内容圆满完成，机组运行平稳，振动、摆度、压力和压力脉动等各项参数优越，换了“中国心”的④机组具备了归调条件。同时，困扰电站多年的“非同步导叶启动并网”、“导叶延时关闭”、“球阀采用调节”、“特定水头限负荷运行”等一系列特殊措施得以彻底消除。“青出于蓝而胜于蓝”，宣告首个由国内制造厂自主进行的抽水蓄能机组水力优化改造项目取得圆满成功，全面超越了当时从国外引进的抽水蓄能机组水力设计技术。


黑麋峰抽水蓄能电站位于湖南省长沙市望城区，紧邻湖南电网负荷中心，电站安装4台300兆瓦可逆式抽水蓄能机组，额定水头295米，转速300转/分钟，是湖南第一座也是目前唯一在运的抽水蓄能电站。黑麋峰电站是国家抽水蓄能机组技术国产化战略计划中的重点项目，首次由中方（东方电机）作为机组及其附属设备的合同主体，全厂4台机组全部由国外某品牌负责完成水力设计和总体方案设计。机组自2008年投运以来，一直存在诸多稳定性问题，尤其④机组存在特定水头限负荷运行的突出问题。为了彻底解决问题，保障电站安全，国网新源于2017年启动了④机水力优化改造工作，由东方电机承担水泵水轮机的水力优化工作。

中南院全过程参与了黑麋峰抽水蓄能电站④机组水力优化关键技术路线及目标参数的制定、技术方案审查、模型试验及验收、转轮出厂验收、现场调试试验等。改造项目由于设计制约因素繁多，技术难度远高于新设计项目，而且主要需要解决的过渡过程特性问题无法通过仿真计算和模型试验进行准确预测，技术风险大，整个研发工作的难度和复杂性都是空前的。东方电机通过近两年、30多轮次的水力研发和模型试验，在多个关键技术领域进行了大胆创新并取得突破，最终方案于2019年1月通过了专家会评审并顺利通过第三方模型验收。水力优化过程中，从改善“S”特性、过渡过程特性以及动静干涉引起的相位共振风险等关键技术路线入手，采用了全新的水力设计理念以及全新的导叶和转轮叶片数的组合，首次将6+6长短叶片转轮成功应用于工程实际中，为水泵水轮机水力优化和改造设计开辟了一条全新的技术路线，标志着我国抽水蓄能设计制造技术已迈上新的台阶。