管道结构及初始工况对抽蓄机组甩负荷影响研究

作     者：马欣梦 雷刘伟 陈帝伊 赵子文 周叶 

作者机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院 中国水利水电科学研究院 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2025年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(52339006) 

主　　题：抽水蓄能 管道结构 甩负荷 调节保证 优化控制 

摘      要：在抽水蓄能机组甩负荷过程中，导叶关闭引起的压力波动现象严重影响了机组及管道系统的安全稳定运行。管道结构布置和初始工况作为影响机组动态特性的重要因素，对甩负荷过程中机组水头和转速的影响规律尚不明确。针对以上问题，基于特征线法和改进的Suter变换建立了一管双机抽水蓄能机组调节系统精细化数学模型。通过研究初始负荷、管道结构与机组最大水头和最大转速之间的内在联系，得到初始负荷较小且水流惯性时间常数Tw较小的支管所连接的机组优先甩负荷，有利于改善甩负荷特性。最后，采用三代非支配排序遗传算法（NSGA-III）和优劣解距离评价方法（TOPSIS）构建导叶关闭规律优化模型，以机组最大水头和最大转速为目标函数，对最不利工况下的导叶关闭规律进行优化评分，得到适合复杂工况的最优导叶关闭规律。研究结果为复杂输水系统布置下抽水蓄能电站最优导叶关闭策略的选择提供了理论指导。