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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