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第1章 抽水蓄能电站的工作原理及其发展1

1.1 抽水蓄能电站的类型与工作原理1

1.1.1 抽水蓄能电站的类型1

1.1.2 抽水蓄能电站的工作原理3

1.2 抽水蓄能电站在电力系统中的作用6

1.2.1 抽水蓄能机组对改善电网运行的作用6

1.2.2 抽水蓄能电站在能源利用上的作用6

1.2.3 抽水蓄能电站在提高水电效益方面的作用7

1.3 抽水蓄能电站的发展历程及趋势8

1.3.1 世界抽水蓄能电站的发展概述8

1.3.2 我国抽水蓄能电站的发展概况9

1.3.3 世界抽水蓄能电站发展新趋势10

1.4 抽水蓄能电站布置实例19

第2章 抽水蓄能电站主要规划参数选择25

2.1 抽水蓄能电站站址选择25

2.1.1 地理位置25

2.1.2 地形条件25

2.1.3 地质条件26

2.1.4 充分利用天然湖泊和已成水库26

2.1.5 水源条件27

2.2 水库参数的计算与选择28

2.2.1 特征水位和库容定义28

2.2.2 特征水位选择应考虑的主要因素28

2.2.3 库容选择31

2.3 抽水蓄能电站经济洞径选择32

2.3.1 抽水蓄能电站输水系统洞径选择特点32

2.3.2 洞径选择需要的基本资料32

2.3.3 输水系统洞径方案拟定33

2.3.4 输水系统洞径选择方法34

2.4 抽水蓄能电站装机容量选择37

2.4.1 装机容量选择需要的基本资料37

2.4.2 供电范围及设计水平年38

2.4.3 电力系统特性及电站发电利用小时分析39

2.4.4 装机容量方案拟定41

2.4.5 装机容量选择41

第3章 抽水蓄能电站经济评价46

3.1 抽水蓄能电站经济评价的意义与内容46

3.2 抽水蓄能电站的静态与动态效益47

3.2.1 抽水蓄能电站的静态效益47

3.2.2 抽水蓄能电站的动态效益48

3.3 抽水蓄能电站技术经济评价指标及其计算50

3.3.1 抽水蓄能电站的投资50

3.3.2 抽水蓄能电站的年费用50

3.3.3 抽水蓄能电站技术经济评价指标体系51

3.4 抽水蓄能电站国民经济评价与财务评价52

3.4.1 国民经济评价指标52

3.4.2 财务评价指标54

3.4.3 方案比较方法56

3.4.4 不确定性分析57

第4章 水泵水轮机59

4.1 机组类型及适用条件59

4.1.1 高水头可逆式水力机械60

4.1.2 低水头可逆式水力机械65

4.2 可逆式水泵水轮机的工作特性68

4.2.1 水力机械的四象限特性68

4.2.2 可逆式水力机械的工作原理76

4.2.3 可逆式水力机械的能量特性80

4.2.4 可逆式水力机械的空化特性83

4.2.5 可逆式水力机械的压力脉动特性87

4.2.6 可逆式水力机械的力特性93

4.3 机组主要参数及计算方法98

4.3.1 转轮直径98

4.3.2 转速99

4.3.3 水头100

4.3.4 流量和功率101

4.3.5 单位转速和单位流量102

4.3.6 比转速104

4.4 可逆式水泵水轮机选型及设计108

4.4.1 可逆式水力机械的选型原则108

4.4.2 可逆式水力机械的选型计算109

4.4.3 混合式抽水蓄能电站可逆式水力机械的选型116

4.4.4 可逆式水力机械的效率换算116

4.4.5 可逆式水力机械的运转特性曲线118

4.4.6 可逆式水力机械吸出高度的选择120

4.5 可逆式水泵水轮机试验121

4.5.1 可逆式水力机械的模型试验121

4.5.2 可逆式水力机械的模型验收试验127

4.5.3 可逆式水力机械的真机验收试验129

第5章 电动发电机及电气设备131

5.1 电动发电机概述131

5.1.1 电动发电机的特点131

5.1.2 电动发电机的主要参数132

5.2 电动发电机的结构133

5.2.1 转子134

5.2.2 转动部分135

5.2.3 定子136

5.2.4 推力轴承136

5.2.5 通风冷却系统137

5.3 电动发电机工况启动方式140

5.3.1 同轴电动机启动140

5.3.2 异步启动141

5.3.3 同步（背靠背）启动142

5.3.4 半同步启动143

5.3.5 变频启动144

5.3.6 各种启动方式的比较145

5.4 抽水蓄能电站的电气设备146

5.4.1 抽水蓄能电站主接线146

5.4.2 变压器149

5.4.3 励磁装置151

5.4.4 开关设备152

5.4.5 继电保护系统154

5.4.6 厂用电源155

第6章 水泵水轮机过渡过程156

6.1 抽水蓄能电站水泵水轮机过渡过程特点156

6.2 水泵水轮机边界条件157

6.2.1 全特性曲线处理方法159

6.2.2 转轮边界水头平衡方程164

6.3 可逆机组大波动水力过渡过程165

6.3.1 流速水头的考虑165

6.3.2 机组关闭规律及鲁棒性分析166

6.3.3 针对可逆机组过流特性的三段折线关闭规律169

6.3.4 特殊计算工况170

6.3.5 压力脉动及尾水管最小压力计算成果的设计取值174

6.3.6 尾水调压室设置条件178

6.4 抽水蓄能电站小波动水力过渡过程182

6.4.1 低水头启动182

6.4.2 低水头由调相转发电183

6.4.3 导叶的不同步操作183

6.4.4 利用球阀稳定机组的空载特性185

6.5 抽水蓄能电站的水力干扰186

6.6 天荒坪抽水蓄能电站水力过渡过程实例分析186

6.6.1 工程概述186

6.6.2 技术路线187

6.6.3 仿真模拟188

6.6.4 仿真预测191

6.6.5 计算结论193

第7章 工况转换与水力振动194

7.1 可逆式机组工况转换194

7.2 组合式机组工况转换197

7.2.1 工况转换197

7.2.2 水力回流198

7.3 可逆式机组水力振动198

7.3.1 可逆式水力机组的自激振动198

7.3.2 抽水蓄能电站压力管道的自激振动200

第8章 抽水蓄能电站上、下水库203

8.1 上、下水库工作特点与布置类型203

8.1.1 上、下水库的工作特点203

8.1.2 上、下水库布置类型204

8.2 库盆防渗211

8.2.1 钢筋混凝土面板防渗211

8.2.2 沥青混凝土面板防渗221

8.2.3 其他防渗型式237

8.3 上库初期蓄水250

8.3.1 初期充排水的目的及要求250

8.3.2 初期蓄水的方式251

8.3.3 初期充排水的水位控制251

8.3.4 工程实例252

第9章 抽水蓄能电站输水系统256

9.1 输水系统布置256

9.1.1 抽水蓄能电站输水系统的特点256

9.1.2 输水系统布置形式258

9.1.3 典型布置实例260

9.2 进、出水口262

9.2.1 抽水蓄能电站进／出水口的特点262

9.2.2 进／出水口主要型式和运用条件263

9.2.3 进／出水口的组成276

9.2.4 进／出水口布置277

9.2.5 进／出水口水力设计279

9.2.6 进／出水口结构设计285

9.3 压力水道与高压岔管290

9.3.1 压力水道衬砌类型、特点及适用条件290

9.3.2 隧洞围岩承载设计准则及结构设计理念291

9.3.3 压力钢管设计294

9.3.4 高压灌浆设计297

9.3.5 地下埋管防渗和排水设计299

9.3.6 压力水道系统充排水试验301

9.3.7 岔管型式301

9.3.8 钢筋混凝土岔管302

9.3.9 钢岔管316

9.4 调压室320

9.4.1 调压室的作用和设置条件320

9.4.2 调压室的特点和布置形式322

9.4.3 调压室水位波动的稳定性322

9.4.4 调压室水位波动计算324

第10章 抽水蓄能电站发电厂房系统327

10.1 抽水蓄能电站厂房特点及类型327

10.1.1 抽水蓄能电站厂房的特点327

10.1.2 抽水蓄能电站的厂房型式及其选择328

10.2 抽水蓄能电站地下厂房结构及布置334

10.2.1 厂区布置334

10.2.2 厂房内部布置343

10.2.3 结构设计352

10.2.4 厂房结构动力分析362

10.3 抽水蓄能电站地面厂房结构及布置377

10.3.1 厂区和厂房布置377

10.3.2 厂房整体稳定分析379

10.3.3 结构设计380

参考文献381