首個國內制造廠自主進行的抽水蓄能機組水力優化改造項目取得成功

“三、二、一，甩！”隨著現場總指揮一聲令下，黑麋峰③、④機雙機同甩100%負荷試驗于12月18日下午順利完成。結果顯示機組各項指標正常，完全滿足調節保證要求且有較大安全裕量。至此，黑麋峰④機水力優化轉輪更換全部調試試驗內容圓滿完成，機組運行平穩，振動、擺度、壓力和壓力脈動等各項參數優越，換了“中國心”的④機組具備了歸調條件。同時，困擾電站多年的“非同步導葉啟動并網”、“導葉延時關閉”、“球閥采用調節”、“特定水頭限負荷運行”等一系列特殊措施得以徹底消除。“青出于藍而勝于藍”，宣告首個由國內制造廠自主進行的抽水蓄能機組水力優化改造項目取得圓滿成功，全面超越了當時從國外引進的抽水蓄能機組水力設計技術。

黑麋峰抽水蓄能電站位于湖南省長沙市望城區，緊鄰湖南電網負荷中心，電站安裝4臺300兆瓦可逆式抽水蓄能機組，額定水頭295米，轉速300轉/分鐘，是湖南第一座也是目前唯一在運的抽水蓄能電站。黑麋峰電站是國家抽水蓄能機組技術國產化戰略計劃中的重點項目，首次由中方（東方電機）作為機組及其附屬設備的合同主體，全廠4臺機組全部由國外某品牌負責完成水力設計和總體方案設計。機組自2008年投運以來，一直存在諸多穩定性問題，尤其④機組存在特定水頭限負荷運行的突出問題。為了徹底解決問題，保障電站安全，國網新源于2017年啟動了④機水力優化改造工作，由東方電機承擔水泵水輪機的水力優化工作。

中南院全過程參與了黑麋峰抽水蓄能電站④機組水力優化關鍵技術路線及目標參數的制定、技術方案審查、模型試驗及驗收、轉輪出廠驗收、現場調試試驗等。改造項目由于設計制約因素繁多，技術難度遠高于新設計項目，而且主要需要解決的過渡過程特性問題無法通過仿真計算和模型試驗進行準確預測，技術風險大，整個研發工作的難度和復雜性都是空前的。東方電機通過近兩年、30多輪次的水力研發和模型試驗，在多個關鍵技術領域進行了大膽創新并取得突破，最終方案于2019年1月通過了專家會評審并順利通過第三方模型驗收。水力優化過程中，從改善“S”特性、過渡過程特性以及動靜干涉引起的相位共振風險等關鍵技術路線入手，采用了全新的水力設計理念以及全新的導葉和轉輪葉片數的組合，首次將6+6長短葉片轉輪成功應用于工程實際中，為水泵水輪機水力優化和改造設計開辟了一條全新的技術路線，標志著我國抽水蓄能設計制造技術已邁上新的臺階。