您所在的位置: 成果库 变速可逆式水泵水轮机关键技术与研制

变速可逆式水泵水轮机关键技术与研制

发布时间: 2025-05-26

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利,新技术
行业领域：
新材料产业,新材料相关服务
成果介绍
形成了变速可逆式水泵水轮机基础水力设计方法、基本运转路径和基本运行模式与应用的成套系列技术，研究成果包括全功率变频变速可逆式水泵水轮机提供了水力模型优化设计方法、原型水泵水轮机快速平稳启/停和全运行范围高效稳定安全运行的全路径优化方法和可满足抽蓄电站/电网多种需求的多种应用模式等技术。研制的水泵水轮机已于2022年6月正式投产运行，经过示范工程春厂坝变速抽蓄电站的验证，实现了水泵水轮机快速平稳启/停，大幅提高了水泵水轮机的运行效率、运行范围和运行稳定性，发电/抽水工况均可执行AGC指令和参与电网一次调频，响应时间可达百毫秒级，可满足抽蓄电站/电网的多种需求，提升了抽蓄成套设备并网运行的友好性，从无到有实现了零的突破，填补了国内空白。
成果亮点
（1）将高效稳定、工况能量匹配和快速有功功率响应能力等多目标平衡作为水力模型优化设计原则，建立起全功率变频变速可逆水泵水轮机水力模型优化设计方法，在满足高效稳定安全的前提下充分优化水泵水轮机的功率-转速特性，实现最佳的全功率变频变速可逆水泵水轮机=常规可逆水泵水轮机（承担AGC基荷）+储能电池（快速一次调频响应）的功能，从而提升全功率变速恒频成套设备百毫秒级阶跃功率输出能力和为后续拓展变速恒频可逆式抽水蓄能成套设备的运行模式奠定基础，属于全功率变频变速可逆式水泵水轮机基础水力设计方法的创新成果，得到第三方试验测试和示范电站验证。 （2）首创提出“全功率变频变速水轮机平稳启/停及优化发电运行全路径（由“变转速等功率寻优线”和“最低单位转速启动运行线”构成）”，彻底解决了调节维度升级后现有技术的缺陷，使机组在启动过程和发电状态始终处于安全稳定高效区域，同时将水轮机工况变速运转特性曲线由非单调性变化形态的三维空间曲面简化为单调性变化形态的二维平面曲线。
团队介绍
中国水利水电科学研究院智控中心水力机械研发团队由彭忠年二级正高、李铁友正高、薛鹏正高、孟龙高工、王万鹏正高和廖翠林正高等17名专家成员组成。团队主要研究方向包括水轮机、水泵以及可逆式水泵水轮机的高效水力模型研发、水力机械稳定性问题研究、水电站技术改造、水力机械抗泥沙磨损研究等。在过去三十年中，承担了包括“三峡水轮机转轮及通流部件优化研究及试验研究”、引汉济渭工程“三河口枢纽可逆式水泵水轮机研发”及“云南省滇中引水工程水源泵站高扬程大功率离心泵选型关键技术研究”等国家重点工程的科技攻关项目和“全功率变速恒频可逆式水泵水轮机研发及应用”等国家重点研发专项。结合这些项目，基于独创的转轮叶片设计理论创建了JF混流式水轮机水力设计系统，设计水平达到国际先进；创建了水轮机技术改造系统解决方案，在水电站增效扩容改造中起到引领作用；首次针对水轮机磨蚀防护问题制定的国家标准成为国际上其它国家或相关国际机构的参考依据。相关研究成果荣获国家科技进步奖及中国水利学会大禹科技进步一等奖等奖项，并已成功应用于国内外近200座电站、400多台机组，推动了行业的技术进步，创造了显著的社会经济环境效益。
成果资料