专家论坛

  • 抽水蓄能“十四五”发展综述和“十五五”形势分析

    郭炬;

    作为新型电力系统内重要的灵活调节资源,抽水蓄能具有技术成熟、安全可靠、系统友好、经济高效、绿色低碳等综合优势,具备调节品种丰富、工况转换灵活、开发价值多元、投资拉动强劲等发展特点,是新型电力系统调节技术的主要发展方向。“十四五”期间,发展成就举世瞩目,我国抽水蓄能现代化产业活力初步显现。本文从发展环境改善、规划目标完成、资源潜力释放、服务价值彰显、标准体系形成、行业创新突破等方面,全面总结了我国抽水蓄能“十四五”发展成就。本文还客观分析了我国抽水蓄能行业“十五五”发展面临的新形势,重点在剖析系统未来调节需求变化和抽水蓄能技术比较优势的基础上,提出了“十五五”期间行业将处于高质量发展攻坚期,需要加快创新发展,守牢安全质量底线,稳定政策和市场预期,共同推进抽水蓄能可持续有序发展,更好服务新型能源体系建设。

    2026年01期 v.12;No.65 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]

特别策划——有限信息下水工建筑物安全精准感知与防控

  • 有限信息下水工建筑物安全精准感知与防控

    郭法旺;

    <正>人工智能与泛在传感技术的跨越式进步,正重塑水工程安全防控的范式。然而,在实际工程中,历史资料缺失、监测设施老化及深部环境复杂所导致的“乏信息”困境,严重制约了新一代智能技术的落地应用。如何在数据匮乏、信息异质的现状下,实现工程安全的精准判别与可靠评价,已成为提升防灾减灾能力的重大课题。本期特别策划聚焦“有限信息下水工建筑物安全精准感知与防控”,汇集了堤坝安全体系构建、水库地震定量判别、隧洞分布式感知及深部构造反演等成果。这些研究不仅在理论上融合了主客观赋权、时频分析与层析成像等先进算法,更在重大工程实践中得到了验证,为水利工程全生命周期的稳健运行提供了新的方法论支撑。

    2026年01期 v.12;No.65 2-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
  • 乏信息堤坝安全评价指标体系与量化方法研究

    顾冲时;王一鸣;崔欣然;

    为解决乏信息条件下堤坝出险机理复杂、数据稀缺导致的安全评估难题,提炼了影响大坝运行安全的关键因子,构建了适用于堤坝的评价指标体系与度量标准;在赋权时综合层次分析法、熵权法和改进CRITIC方法的优点,结合多属性决策实现主客观权重的最优组合,并以极值标准化与C-OWA多专家区间评分统一量化不同类型指标。工程算例表明,工程质量权重最高,其次为坝基结构、坝体隐患、工程材料与除险加固,评价结果一致性高、灵敏性与稳健性良好。研究结论显示,该体系与方法可在数据稀疏与异质条件下实现可靠的安全分级与预警支撑,具有推广应用价值。

    2026年01期 v.12;No.65 13-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 3572K]
  • 基于地震波时频参数统计特征的水库地震判别

    姚孟迪;常廷改;霍家庆;张瑞琪;

    水库地震类型的判别多数情况下是通过宏观类比的方法,根据震中区的地层岩性、地质构造特征以及地震的发生与水库蓄水进程之间的相关关系,再结合震源深度、震中分布是否在库水的影响范围、水库蓄水前后地震活动度的变化等来判定水库地震的类型。随着数字化地震监测技术广泛应用于水库地震台网,对地震波的波谱分析、时频分析以及震源参数的反演分析等成为研究水库地震的重要手段。本研究在对某水库库首段、第二库段实测地震事件进行判别的基础上,采用时频分析法对不同类型地震波的主频、中心频率和带宽的统计特征进行了分析。结果表明,地震波的中心频率和主频的差值随震中距的不同所表现出的变化特征,能够作为判别天然地震、构造型水库地震和岩溶型水库地震的重要指标。

    2026年01期 v.12;No.65 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2746K]
  • 基于分布式光纤的隧洞变形监测试验与数值验证研究

    杨国强;刘志军;彭浩;高文琦;李高超;

    分布式光纤应变传感(DOFSS)中的光频域反射(OFDR)技术相较于传统点式监测技术,可实现隧洞结构变形的毫米级空间分辨率的连续化、全分布式监测。为探究OFDR技术在城门洞型隧洞监测中的适用性与精度,本文先建立三维有限元模型,通过计算预测不同侧压力系数下的环向应变规律,再通过设计物理模型加载试验系统进行验证,获取隧洞全断面环向应变分布。研究结果表明:OFDR技术能精准捕捉隧洞表面的整体应变分布,尤其在拱顶、直墙-拱顶过渡段及底部直角等应力集中区域表现出优异的细节捕捉能力;在不同侧压力系数(0.5、1、2)作用下,隧洞环向应变呈现出显著的“W”形或“V”形分布特征,且拱顶与直墙段的应变响应对应力状态改变极为敏感;针对12种试验工况的数值模拟结果与分布式光纤实测结果高度吻合,最大绝对误差控制在7με以内。研究验证了OFDR技术在隧洞结构健康监测中的可靠性,为复杂受力条件下的围岩稳定性评估提供了数据支撑。

    2026年01期 v.12;No.65 28-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 4269K]
  • 水库地震监测数据在分析三维速度结构中的应用

    姚孟迪;王满玉;曾新翔;杜泽东;周星宇;

    深部构造研究受监测手段限制,主要通过地质体对波的反射等间接方法开展。控震构造研究中,震源机制解结合余震空间分布可确定发震构造几何特征,而整体构造环境需通过实测地震波数据反演得到地壳浅部三维速度结构。本研究利用水库地震台网获取的1421次地震观测数据、2万余条绝对到时及26万余条相对到时数据,基于西南地区一维速度模型,反演获得震源区高分辨率三维速度结构。结果显示,震源集中分布于速度变化梯度带,其速度差异反映了震源区地质构造的性质差异。本研究建立的三维速度结构模型揭示了震源分布与地下构造的空间关联,为理解水库蓄水引发的应力场扰动、断层活化机制提供了关键地球物理约束,为水库诱发地震机理研究提供关键技术支撑。

    2026年01期 v.12;No.65 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]

专家特稿

  • 抽水蓄能电站综合转换效率研究

    余贤华;余璟诚;孟玲;梁睿光;

    抽水蓄能转换效率是影响电站调节成本的重要指标。国网新源集团有限公司积极推进新一代抽水蓄能发展,提出了综合转换效率提高3%以上的目标。围绕这一发展目标,我们综合已有开发(运行和在建)项目设计资料、运行机组统计数据、工程建设与装备制造、数智化及AI技术的行业应用潜力等情况,集中开展了抽水蓄能转换效率相关设计理论和统计数据的系统梳理,并基于不同边界条件下效率指标的比较分析,提出了提升抽水蓄能电站转换效率的相关建议。

    2026年01期 v.12;No.65 5-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2909K]

特别策划——大型发电机组合型接地方式及接地故障定位研究

  • 大型发电机组合型接地方式及接地故障定位研究

    桂林;张琦雪;

    大型发电机中性点接地方式的争论由来已久,争论的焦点在于定子接地故障安全电流值的确定依据和100%定子接地保护的实现方式。本文介绍了对于上述问题的解决方案——对于高阻接地方式而言,应在定子铁芯烧损试验研究和仿真分析的基础上,通过组合型接地方式的优化设计来补偿发电机固有电容电流的增大,限制接地故障电流为15~25A,并结合定子接地故障定位精度的提高来降低故障检修的难度;对于消弧线圈接地方式,则是利用或重新设计其串接电阻来注入20Hz信号,实现100%定子接地保护,因为该接地方式下不存在铁芯烧损问题。上述研究成果已被《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T 14285—2023)所采纳,并将为后续大电站的建设和技术改造工作提供借鉴。

    2026年01期 v.12;No.65 42-51+63+4-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 5306K]
  • 大型发电机组合型接地变压器优化设计研究

    郭金学;赵思腾;傅祺;

    本文介绍了大型发电机组合型接地方式。这种接地方式在保留接地变压器二次侧小电阻的基础上,通过引入电感分量来补偿发电机固有的电容电流,兼顾减小接地故障电流和抑制暂态过电压。组合型接地变压器设计的基础是大型发电机安全接地故障电流的合理调整(15~25A),从以往的杜绝定子铁芯片间出现烧熔现象(要求接地故障电流≤1A),发展为铁芯烧熔体积现场可快速修复。组合型接地变压器的优化设计存在串联/并联电感两种技术方案,前者重新设计了高漏抗的接地变压器(即配电变压器+负载电阻/串联电感),后者则是在接地变压器低压侧负载电阻两端并联一个小电感(即配电变压器+负载电阻/并联电感)。通过乌东德和长河坝发电机组合型接地变的优化设计,本文对两种技术方案的性能进行了对比分析,为后续大电站的建设和技术改造工作提供了借鉴。

    2026年01期 v.12;No.65 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 3151K]
  • 大型水轮发电机组定子接地故障定位方法研究及应用

    李华忠;张琦雪;桂林;吴玉璋;李忠柱;

    针对大型水轮发电机组定子接地故障定位难题,提出了相应解决方案与关键技术。基于机端零序方向的判别技术,实现了定子区内、区外接地故障精准区分;基于基波电动势分布特征的定位技术,实现了定子绕组区内线棒级接地故障定位;针对区外设备接地故障,重点分析了机端TV一次绕组匝间短路故障特征,并提出了相应故障定位方法。基于上述方案研制了定子接地定位系统,并结合现场试验与案例分析,验证方案的可行性,为水轮发电机定子故障定位、故障诊断排查奠定了坚实的基础。

    2026年01期 v.12;No.65 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 3497K]
  • 大型发电机定子单相接地故障快速定位方法研究

    杨勇;刘健俊;周磊;

    针对发电机定子接地故障率高,故障点查找困难现状,本文提出了一种定子单相接地故障快速定位方法。该方法借用已有的定子接地保护装置,读取基波零序电压幅值和相位信息,结合发电机和接地变压器系统零序等效电路、定子绕组分布形式,在直角坐标系中建立各向量之间的数学关系,通过求解故障特征函数与基波零序电压的交点,即可确认故障位置。动模样机实验和现场案例验证了该方法能够快速准确定位到故障线棒,提升现场检修效率。

    2026年01期 v.12;No.65 64-70+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 4905K]

水工监测及自动化

  • 禄丰抽水蓄能电站工程信息化数字化规划

    张帅;张明达;黄张霖;

    抽水蓄能已成为构建新型电力系统关键要素,在保障能源安全和促进能源转型方面的作用越发凸显。但抽水蓄能电站面临建设工期缩短、数字化与智能化管理等要求,结合“云大物移智”等新技术建设数字抽水蓄能电站是大势所趋。然而抽水蓄能电站工程信息化数字化规划设计、建设多是孤立推进,工程信息化数字化统筹建设行业实践不多,通过开展禄丰抽水蓄能电站工程信息化数字化规划研究,涵盖全生命周期信息化数字化规划、建设期智能建设规划和运行期智慧运营初步规划等三大部分,将电站打造成为绿色、低碳的数字电站,可供类似工程设计参考。

    2026年01期 v.12;No.65 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1874K]
  • 禄丰抽水蓄能电站上水库安全监测设计

    李剑萍;杨姗姗;范宇哲;陈凤兰;何晓珊;

    抽水蓄能电站作为当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源,不仅对电网运行的稳定性安全性具有重要作用,而且对构建新型电力系统意义重大。与常规水电站安全监测设计相比,抽水蓄能电站的变形监测的范围和内容更加广泛,渗流监测的监测范围和部位也存在较大的差异。本文以禄丰抽水蓄能电站的上水库监测设计为例,重点从变形监测、渗流监测等方面进行分析与总结其与常规水电站的异同,以期为后续类似工程提供参考。

    2026年01期 v.12;No.65 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 3331K]
  • 滦平抽水蓄能电站下水库(矿坑)安全监测设计

    段一红;张帅;何晓珊;

    河北滦平抽水蓄能电站是河北省“十四五”重点实施项目,下水库利用采矿后形成的矿坑,无需新建挡水建筑物。抽水蓄能电站下水库或下水库(矿坑)监测设计行业实践不多,本文以河北滦平抽水蓄能电站为例,基于相关规程规范,结合滦平抽水蓄能电站下水库地质条件、结构计算成果、支护结构型式,以及环境量、外部变形、深部变形以及支护效应等各项安全监测设施的特点,提出了下水库(矿坑)安全监测设计重点部位和项目,研究建立了滦平抽水蓄能电站下水库(矿坑)安全监测系统,可供类似工程设计参考。

    2026年01期 v.12;No.65 80-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]

主机及其辅助设备

  • 刮油板对大型水电机组推力瓦温的影响

    肖先照;高从闯;黄艳;

    以大型水电机组推力轴承为研究对象,介绍了国内已投运的部分典型水电机组推力瓦温高的原因,介绍了热油携带概念及刮油板结构,通过具体案例阐明了刮油板结构对改良推力轴承瓦温具有突出的效果,对推力轴承结构设计和推力轴承瓦温高问题的处理具有借鉴意义。

    2026年01期 v.12;No.65 83-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2487K]
  • 发电电动机转子无线无源测温工程应用研究

    毕扬;熊治富;孙宏宇;李佳文;彭爽;万慧明;

    发电电动机转子温度是机组安全运行重要监测指标,目前国内并未形成标准的监测手段。本文立足实际工程应用场景和需求,从技术原理、硬件设计、结构布置以及应用效果四个方面阐述了一套发电电动机转子无线无源测温系统的构建过程,并最终通过真机效果验证了方案的可行性。

    2026年01期 v.12;No.65 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2978K]

水工及水力学

  • 基于空间谱分析的混流泵启动冲击特性研究

    王子瑞;宣奕帆;朱国俊;王李科;

    启动过程中,混流泵内部复杂的瞬变流动会引发其振动和压力脉动中冲击特性的变化。本文通过多通道测试系统采集了不同启动方式下混流泵的主轴振动和叶轮出口压力脉动信号,并基于非稳态信号处理方法分析了不同启动方式对主轴振动和压力脉动冲击特性的影响,同时还探究了二者之间的相关性。结果表明,主轴振动高能量幅值主要集中于其旋转频率f_n,且最大幅值出现在其能熵比最大处;随着转速的升高压力脉动的均方根值均呈现上升的趋势;在启动过程中叶轮出口压力脉动的功率谱峰值均出现在叶片通过频率4f_n及其高次谐波8f_n,并且在8f_n的幅值更为突出;在启动过程中,主轴振动和叶轮出口压力脉动之间的互功率谱峰值均出现在旋转频率f_n频段处;指数启动时,由压力脉动至主轴振动的信息传递率最为突出。研究结论为抑制混流泵冲击特性及提高混流泵启动过程中的稳定性提供了参考。

    2026年01期 v.12;No.65 92-98+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 3273K]
  • 高水头下孔隙—裂隙注浆大水灰比浆液(牛顿型浆液)扩散机理研究

    冯培磊;王磊;陈潇雅;芦建刚;徐天奇;

    基于浆液黏度随时间变化的理论,对不同水灰比的灌浆过程进行数值模拟,以灌浆量作为关键参数,结合水头作用下浆液微元体的平衡条件,基于连续性方程及牛顿型浆液在层流状态下的理想假设,建立了水头条件下岩体孔隙—裂隙注浆扩散方程,并推导出浆液在高水头条件下的扩散半径公式。通过理论计算结果与现场监测和实验数据的对比,验证了模型的数据关联性。进一步的监测和实验数据分析表明,层流条件下的模型具有一定的借鉴意义,可用于紊流和混合流态条件下的灌浆研究。

    2026年01期 v.12;No.65 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 3276K]

运行与管理

  • 清水河流域梯级水光混蓄互补调度研究

    寇仲;冯欢;李春红;王寅;刘臣亮;

    为探究梯级水光互补系统在光伏输出功率较大时由于水电站调节能力有限导致的弃光问题,考虑在梯级水电站中加装抽水蓄能机组构建混合式抽水蓄能电站,并综合考虑电网负荷需求、光伏输出功率特性及梯级水电输出功率特性等,构建了以系统输出功率最大和剩余负荷标准差最小为目标的短期水光多能互补调度模型并以粒子群算法求解,以乌江清水河流域梯级水电站及周边光伏电站为研究对象,综合考虑电网负荷需求、光伏输出功率特性及梯级水电输出功率特性等,分析水光多能互补系统在加入抽水蓄能机组前后的运行方式,结果表明:在加入抽水蓄能机组后水光互补系统能够使互补系统输出功率曲线贴合电网负荷曲线,且与未加入抽水蓄能机组相比,水光互补系统运行时的剩余负荷标准差和弃光率明显减少,由此可见,配置抽水蓄能机组能够有助于提高电力系统的清洁能源利用效率和稳定性。

    2026年01期 v.12;No.65 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2874K]
  • 基于抽水蓄能设备实物运动链的技术监督管理探索与实践

    董阳伟;李建光;张飞;王勇;冯海超;姬联涛;

    文章首次将“设备实物运动链”理念引入抽水蓄能全过程技术监督,结合各专业特点,系统梳理了规划可研至退役报废10个阶段的监督要点,并配套36项实施细则与App工具,实现了“标准—执行—闭环”三位一体管理,通过实际案例成果应用与分析,对降低机组非停、提升本质安全具有显著价值。

    2026年01期 v.12;No.65 109-115+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]

工程施工

  • 基于有限元软件ANSYS的有压隧洞衬砌配筋方法研究

    牛智勇;胡剑超;

    大量引水式电站和抽水蓄能电站的相继立项实施,越来越多的高水头大直径有压隧洞得以兴建。有压隧洞衬砌需承受内水压力、外水压力、围岩压力和弹性抗力等作用,因承受的内水压力较大,隧洞衬砌需要配筋。应用有限元软件ANSYS,建立隧洞衬砌及围岩的有限元模型,计算分析衬砌的应力分布,积分得到控制断面的内力值,进行配筋计算。经对比分析,该方法计算得到的配筋面积略小于采用边值法计算得到的配筋面积,可以应用于工程实际。

    2026年01期 v.12;No.65 116-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2559K]
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