中国储能网讯：水泵水轮机组在低水头空载并网时，往往由于较大的压力脉动，造成机组大的振动噪音等，从而影响机组的安全稳定运行。水泵水轮机空载压力脉动尤其以无叶区压力脉动为甚，其值往往是正常运行工况压力脉动的数倍。

  近年来大家对水泵水轮机空载压力脉动越来越重视，对水泵水轮机无叶区空载压力脉动做出越来越严格的要求，由起初的不大于25%~30%，逐渐要求到不大于18%，最近要求不大于12%，反映出大家对该问题的重视。

  从目前已有的国内外抽水蓄能制造厂家的相关模型试验报告中可以看出， 10年前的抽水蓄能模型水泵水轮机无叶区最大空载压力脉动为26%，较好的厂家电站模型水泵水轮机无叶区最大空载压力脉动约为15%，近来来对水泵水轮机无叶区最大空载压力脉动要求为不小于12%，目前国内厂家已顺利通过多个项目验收，说明其在降低无叶区空载压力脉动方面已有了不小进步。

  国内抽蓄电站相关资料的统计来看，对于200~400m水头段，水头变幅Hpmax/Htmin的比值不大于1.2的蓄能电站，水泵水轮机无叶区空载压力脉动最大值为不大于25%；对于400~600m水头段，水头变幅Hpmax/Htmin的比值不大于1.15的蓄能电站，水泵水轮机无叶区空载压力脉动最大值为不大于18%；对于600~800m水头段，水头变幅Hpmax/Htmin的比值不大于1.1的蓄能电站，水泵水轮机无叶区空载压力脉动最大值为不大于15%。水头变幅超过以上规定值的情况，水泵水轮机无叶区空载压力脉动最大值要视具体情况而定。

  导叶分度圆直径、原模型比以及转轮叶片翼型，对空载工况无叶区压力脉动具有重要影响，但导叶分度圆直径变化、原模型比大小以及转轮叶片翼型的优化受水泵水轮机驼峰特性、“S”特性以及加权效率的制约，为改善空载工况无叶区压力脉动相关参数不能无限制的变化。

  在低于额定水头的空载开度运行时，水泵水轮机可能会进入S形不稳定区，这会导致机组频率在网频附近波动，难以正常并网。基于10年前对于此问题的认识，工程上大多是采用安装不同步导叶装置或者采用预开启导叶的方法来预防“S”区，然而随着行业对这一问题认知提高，现在更多地着力于从水力设计层面入手，改善 S 特性。

  水轮机工况在低于额定水头的空载开度运行时，有可能进入S 特性，亦称S 形不稳定区。S 特性使机组频率在网频附近上下波动，难以正常并网，且造成由调相工况转发电运行及水轮机工况的甩负荷停机过程产生不稳定运行区，甚至滑入反水泵工况。

  早年较多抽水蓄能机组无叶区动静干涉较大、机组振动噪声大，影响机组的运行寿命和安全可靠性。近年来水力开发人员从水力设计的角度入手，优化轮轮叶型等措施，大大降低了机组的振动和噪声，提高了机组的安全可靠性。从2020年后投产的机组稳定性得到较大提升，通过在长期运行中的不断总结分析，对抽蓄电站的功能和关键技术的研究不断深入，在电站厂房振动、水轮机压力脉动、转轮关键性能稳定性技术研究上不断取得突破。通过长短叶片和叶型 优化等新型转轮，优化无叶区距离，大幅降低了水泵水轮机的压力脉动，基本解决了电站厂房振动过大和噪音过大问题。