基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法与流程

专利2025-11-13  21


本申请涉及抽水蓄能工程,特别涉及一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法及装置。


背景技术:

1、水泵水轮机的空化特性是影响抽蓄电站机组吸出高度和安装高程的关键因素之一,掌握水泵水轮机初生空化系数的发展规律,对于抽蓄电站的建设尤为重要。

2、相关技术中,可以利用相近水头和相近比转速,根据现有水泵水轮机模型试验资料估算空化系数,或用统计公式估算水泵水轮机空化系数σi。

3、然而,相关技术中,因不同的抽水蓄能电站特征水头和水泵水轮机比转速差异性较大,导致数据套用的方法难以满足实际工程设计要求,无法体现不同水头段与比转速下水泵水轮机空化性能的差异性,且统计数据难以准确反映所在水头段水泵水轮机空化性能的真实水平,从而影响了抽蓄电站机组的设计精度,亟待解决。


技术实现思路

1、本申请提供一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法及装置,以解决相关技术中,因不同的抽水蓄能电站特征水头和水泵水轮机比转速差异性较大,导致数据套用的方法难以满足实际工程设计要求,无法体现不同水头段与比转速下水泵水轮机空化性能的差异性,且统计数据难以准确反映所在水头段水泵水轮机空化性能的真实水平,从而影响了抽蓄电站机组的设计精度等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法,包括以下步骤:获取抽水蓄能电站不同水头段水泵水轮机的最大扬程比转速和最小扬程比转速;基于最大扬程比转速和最小扬程比转速,由初生空化系数估算函数计算对应扬程下的水泵水轮机初生空化系数;利用水泵水轮机初生空化系数确认当前水泵水轮机的吸出高度和安装高程,以基于吸出高度和安装高程设计抽水蓄能电站。

3、可选地,在本申请的一个实施例中,所述预设初生空化系数估算函数为:

4、σi=10-3nq1.413,

5、其中,σi为初生空化系数,nq为比转速。

6、可选地,在本申请的一个实施例中,在由所述预设初生空化系数估算函数计算所述水泵水轮机的初生空化系数之后,还包括:基于当前水泵水轮机的比转速,确认所述当前水泵水轮机的安全系数;利用所述安全系数和所述预设初生空化系数估算函数,计算所述当前水泵水轮机的电站空化系数,根据所述电站空化系数得到所述当前水泵水轮机对应的至少一个机组设计参数。

7、可选地,在本申请的一个实施例中,所述根据所述电站空化系数得到所述当前水泵水轮机对应的至少一个机组设计参数,包括:基于所述电站空化系数计算所述当前水泵水轮机对应机组的吸出高度;利用所述吸出高度和所述当前水泵水轮机对应的特征水位,计算所述当前水泵水轮机对应机组的安装高程,由所述吸出高度和所述安装高程得到所述至少一个机组设计参数。

8、本申请第二方面实施例提供一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计装置,包括:获取模块,用于获取抽水蓄能电站不同水头段水泵水轮机的最大扬程比转速和最小扬程比转速;计算模块,用于基于最大扬程比转速和最小扬程比转速,由初生空化系数估算函数计算对应扬程下的水泵水轮机初生空化系数;设计模块,用于利用所述水泵水轮机初生空化系数确认所述当前水泵水轮机的吸出高度和安装高程,以基于所述吸出高度和所述安装高程设计所述抽水蓄能电站。

9、可选地,在本申请的一个实施例中,所述预设初生空化系数估算函数为:

10、σi=10-3nq1.413,

11、其中,σi为初生空化系数,nq为比转速。

12、可选地,在本申请的一个实施例中,所述设计模块包括:确认单元,用于在由所述预设初生空化系数估算函数计算所述每个水泵水轮机的初生空化系数之后,基于当前水泵水轮机的最大扬程比转速和所述初生空化系数,确认所述当前水泵水轮机的安全系数;设计单元,用于利用所述安全系数和所述预设初生空化系数估算函数,计算所述当前水泵水轮机的电站空化系数,根据所述电站空化系数得到所述当前水泵水轮机对应的至少一个机组设计参数。

13、可选地,在本申请的一个实施例中,所述设计单元具体用于:基于所述电站空化系数计算所述当前水泵水轮机对应机组的吸出高度;利用所述吸出高度和所述当前水泵水轮机对应的特征水位,计算所述当前水泵水轮机对应机组的安装高程,由所述吸出高度和所述安装高程得到所述至少一个机组设计参数。

14、本申请第三方面实施例提供一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如上述实施例所述的基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法。

15、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上的基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法。

16、本申请第五方面实施例提供一种计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上的基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法。

17、本申请实施例可以基于预设初生空化系数估算函数,利用水泵水轮机的最大扬程比转速和最小扬程比转速得到水泵水轮机的初生空化系数,提高了不同水头段和比转速水泵水轮机初生空化系数的估算精度,从而进一步实现电机空化系数进行有效预测,为抽水蓄能电站的机组设计提供数据保障,更加准确实用。由此,解决了相关技术中,因不同的抽水蓄能电站特征水头和水泵水轮机比转速差异性较大,导致数据套用的方法难以满足实际工程设计要求,无法体现不同水头段与比转速下水泵水轮机空化性能的差异性,且统计数据难以准确反映所在水头段水泵水轮机空化性能的真实水平,从而影响了抽蓄电站机组的设计精度等问题。

18、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。



技术特征:

1.一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设初生空化系数估算函数为:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述水泵水轮机初生空化系数确认所述当前水泵水轮机的吸出高度和安装高程,包括:


技术总结
本申请涉及抽水蓄能工程技术领域,特别涉及一种基于水泵水轮机初生空化系数的抽水蓄能电站设计方法,其中,方法包括:获取抽水蓄能电站中不同水头段水泵水轮机的最大扬程比转速和最小扬程比转速;基于最大扬程比转速和最小扬程比转速,由预设初生空化系数估算函数计算不同扬程下的水泵水轮机初生空化系数。本申请实施例可以基于预设初生空化系数估算函数,利用水泵水轮机的最大扬程比转速和最小扬程比转速得到相应的水泵水轮机初生空化系数,提高了不同水头段和比转速条件下的水泵水轮机初生空化系数估算精度,从而进一步实现对电站空化系数进行有效预测,为抽水蓄能电站的机组选型和布置设计提供参考依据,更加准确实用。

技术研发人员:郑建兴,蒋雨煊,方红,杨志炎,刘晓丽
受保护的技术使用者:上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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