水力发电机组水力稳定性研究进展与挑战

摘要

在“双碳”目标的驱动下，风电和光伏发电将发展成为电网的主导电源.但风光间歇性强、波动大，水电具有规模匹配、调节能力强等特点.因此，以水电为先导，通过“风光水储”互补，形成流域内大型综合能源开发及运行的新格局，是实现“双碳”目标的关键助力，也正在推动世界范围内现有水电站的大力发展.但同时随着水电功能由“发电为主”向“发电+调节并重”的转变，其安全稳定控制也将面临前所未有的挑战；一方面，常规水电机组在更大的运行范围内需要更大的灵活性、更安全的运行和更高的效率，这是水力发电界研究新技术的主要动力，要求水电机组的水力、机械、电磁和结构设计理念和运行模式更新换代.另一方面，常规同步转速运行水电机组已开始显现出其缺点，主要表现为在非设计工况下由于运行灵活性不足而导致的效率下降、运行不稳定以及结构失效.超宽功率稳定灵活运行机组虽然不是一个新的想法，但作为解决当今水电行业一些技术挑战的可能方法，它将显著增加机组的运行范围和灵活性，有利于提升可再生能源的份额，凸显加强超宽功率水电机组关键核心技术研究的紧迫性和必要性.

关键词

水电机组 / 稳定性 / 研究进展 / 研究挑战