抽水蓄能机组水泵工况下断电反转特性分析

王 亮，张 飞，狄宏伟，薛小兵，李东阔

(1. 华东宜兴抽水蓄能有限公司，江苏 宜兴 214205；2. 国网新源控股有限公司技术中心，北京 100161)

0 引 言

近年来，随着风能、太阳能等间歇性可再生能源的大规模并网发电，电力系统对调峰、调频的需求大幅提升。由于抽水蓄能电站能够很好满足电力系统在这方面的需求，因此我国在“十三五”期间加快了抽水蓄能建设的步伐，相继开工建设了镇安、清原、句容、易县、宁海、洛宁、潍坊、哈密等20余座抽水蓄能电站，竣工投产了仙居、洪屏、清远、深圳等6座抽水蓄能电站。这些抽水蓄能电站的开工及投运显著促进了清洁能源消纳，并提升了电力系统的调节品质及运行安全稳定性。

水泵水轮机是抽水蓄能电站的核心部件之一。抽水蓄能机组普遍采用高速双向旋转设计、容量大、水头高，水泵水轮机转轮流道相对狭长，使得抽水蓄能机组产生了独特的水力不稳定现象，包括S特性区[1]、驼峰区[2]等。这些水力不稳定现象使得抽水蓄能机组过渡过程调节保证校核较常规机组更为复杂。因此，导致了与水电机组截然不同的过渡过程调节特性，如发电甩负荷过程中球阀参与调节[3,4]，水泵断电时机组反转等一系列现象[5,6]。其中球阀是否参与调节目前已获得广泛共识，即限制球阀参与机组过渡过程调节，而水泵断电工况是否允许机组反转以及发生反转后机组转速上升率在工程实际上并没有获得共识，对水泵断电反转是否影响机组安全稳定缺乏有效评估，这也直接导致水泵工况断电反转近额定转速的相关电站在竣工验收时遇到一系列不可控因素。……