小型水电站机组与闸门的联动控制研究

李渭杰

(南京南瑞集团公司(国网电力科学研究院)，江苏 南京 210003)

径流式水轮发电机组具有水力损失少、过流量大、比转速高、发电机组结构紧凑等特点，而且具有发电效率高、汽蚀性能好、建设周期短、淹没面积小、移民少、投资省的诸多优点，因此，在小型低水头电站中得到广泛应用。

桃源水电站采用径流式水轮发电机组，电站水库库容较小，不具备滞洪调洪的功能。正常运行情况下水库水位变化较小，但在机组甩负荷等特殊情况下，水轮机导叶迅速关闭，引水系统压力管道压力急剧变化并形成大的水击压力，发电渠水面突变并向周围传播，在坝区产生涌浪，导致水位迅速上升，加上发电引水流量积于水库坝前，在汛期水流量大时还易在涌浪翻闸后形成稳定水流，进而引发更为严重的安全生产事故。因此，在甩负荷工况下需及时联动电站河道右槽11孔泄洪闸门，在机组甩负荷停机时启门，及时弃水泄洪，保证水库入库流量和出库流量的平衡非常重要。

1 问题提出及其研发背景

湖南桃源水电站位于湖南省常德市桃源县城附近的沅水干流上，是沅水干流最末的水电开发梯级，装机总容量为180MW，装设9台单机容量20MW的贯流式机组，电站泄洪闸共计25孔，孔口净宽20m，最大坝高30.2m，其中，左侧航运河道布置14孔船闸，长度326.6m；右侧河道布置11孔泄洪闸，长度257m。当线路发生跳闸或多台机组同时甩负荷时，电站下泄流量减少，水库水位将迅速上涨，甚至造成水漫大坝，水淹厂房的重大事故。……