抽水蓄能(简称抽蓄)系统的水力短路模式可以通过协调多机组的出/入力以实现整体入力可调,但该模式下系统水流背离设计条件,可能诱发剧烈压力脉动,威胁机组运行安全。本文采用经过验证的三维计算流体力学模型对一个原型抽蓄系统的岔管和水泵水轮机进行耦合模拟,以常规双机发电模式为对照,探索水力短路模式对发电工况水泵水轮机压力脉动的影响。结果表明水力短路模式会放大压力脉动,且该效应对靠近岔管处的低频脉动成分尤为显著,而对远离岔管处或高频成分的影响较小。基于q准则的涡识别和熵产分析表明,该模式下岔管处存在强烈水流冲击和流动分离,导致大量涡结构;涡结构进入水泵水轮机后加剧了局部能量耗散,最终增强压力脉动。研究揭示了水力短路模式对水泵水轮机压力脉动的放大机制,可为研究此模式的风险及其规避策略提供指导。
Chen et al. (Sun,) studied this question.