变速机组对电站输水系统水力振荡影响研究

来源：水资源与水工程学报杂志2026年第3期北京时间：

作者：王海军，刘强宇，练继建，杨秀维

单位：1.天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,2.天津大学建筑工程学院,3.天津理工大学海洋能源学院

摘要：变速抽水蓄能机组因具有宽范围的转速调节能力，使得其输水系统水力振荡特性相比定速机组更为复杂。为探究其影响机制，基于效率最优的转速寻优策略，结合总体矩阵法构建了适用于变速抽水蓄能电站的水力振荡分析模型，对比了定速与变速机组对输水系统自由振荡和强迫振荡的影响，并分析了转速调节过程中压力振幅的变化规律。结果表明：变速机组能够降低输水系统自振衰减因子，提升系统稳定性；在尾水涡带扰动下，变速机组沿程压力振幅和流量振幅均低于定速机组；当机组由额定转速Nr降低至0.90Nr时，输水系统振荡幅值显著增大，机组和尾水隧洞处压力最大振幅分别提高了6.21%～17.51%和7.27%～29.17%。研究成果可为变速抽水蓄能电站水力振荡分析与运行优化提供理论依据。

关键词：抽水蓄能电站,变速机组,水力振荡,总体矩阵法,转速寻优,压力振幅

基金资助：国家重点研发计划项目(2016YFC0401905)；中国博士后科学基金面上项目(2025M773168)