木格措抽水蓄能电站的设计优化
木格措抽水蓄能电站的设计优化
谷兆祺王琳钟建文
清华大学水利水电工程系
前言
木格措抽水蓄能电站系华能集团公司康定分公司将要开发的特高水头抽水蓄能电站。电站位于大渡河右岸支流瓦斯河上，属甘孜藏族自治州康定县。瓦斯河规划分五级开发，总落差高达2400m，木格措属龙头水库。水库利用天然湖泊在出口处筑坝而成，水库湖面面积约为2.5km2，总库容1.27亿m3。电站工作水头为1066m，设计装机容量21万kW。电站下库在雅拉河上（瓦斯河上游两支流之一），水源丰富。电站的距高比仅4.87，是一个极好的抽水蓄能电站站址。
电站设计由国电公司成都勘测设计研究院承担，目前已做了详细的地勘、水文、设计工作，2001年3月完成了可行性研究报告[1]，同月经中国水电顾问公司评审通过。2001年中又完成该电站有关环境、机组选择、经济评价等的专题报告，已通过审查，下一阶段将进行初步设计。
1 目前设计的方案
目前的设计为在木格措湖出口处建一座土石坝，坝高60m，坝址以上流域面积83.3km2，多年平均径流量0.829亿m3。因此上库有极好的调节性能，可以实现年调节。上库工程由大坝、溢洪道及泄洪导流洞等建筑物组成。
引水隧洞布置在大坝右岸，隧洞内径3.2×4.0m，纵坡为8.4‰，长度为3.44km，然后建一座双室式调压井，调压井竖井断面为圆形，内径4.0m，高86.3m。上室断面长宽高为100×4×5m，下室断面为60×5×3.8m。最高涌浪水位为3830.5m，比水库正常水位3825m高出5.5m，最低涌浪水位为3747.2m。
调压井之后即为高压管道斜井，斜井内径为2.3m，总高差为973.3m，由于高差太大，常规施工方法无法一次从下往上完成开挖，因此斜井分成五段，每二段之间设一个水平段，布置有一条施工支洞。在厂房后山坡上建造上山公路，总长20余km，通向各施工支洞口，这对环境的破坏比较严重，而且造价很高，工期较长，运行也不安全。
高压管道离山坡表面较近，覆盖厚度较小，因而全长均用钢板衬砌，钢板厚度为8至28mm。
高压管道斜井以下为下平段，长约528m。下平段末端做分岔管，一分为二联接二台机组。
电站厂房为地面式，内装二台三机式抽水蓄能机组。上部为立轴电机，中部为五喷咀水斗式水轮机，下部为五级水泵，由于五级水泵要求淹没水深达32m，为此水泵安装高程不能太低，水泵吸水管必须连接人工调压池，即在下库金盖水电站进水闸处建一座扬程为34～48m的二级泵站，把水抽入调压池内，以满足水泵要求的淹没水深。
枢纽总平面布置如图1所示，纵剖面如图2所示，厂房布置如图3所示。
厂房布置主要根据目前机组生产制造情况而定。因为混流式二级导叶可调机组最高水头只到950m，且尚未投入运行。如果采用混流式可逆机组，一定是四级、五级，没有调节导叶，虽然在抽水工况时问题不大，但调节发电工况性能较差。因此不得不采用水斗式水轮机，而水斗式要求转轮中心高出下游水位，为了不使厂房高度增高很多，并满足多级泵淹没深度的要求，故设计二级泵站，人工生成较高的尾水位。
上述设计是可行的，但也有不合理之处，需对设计方案进行优化。
182
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2 探讨的优化方案
优化方案平面布置图如图4，纵剖面图如5，厂房剖面图如图6所示。 2.1 机组选用的考虑
（1）成都院研究过采用可逆机组方案，共选三台容量均为70MW 的可逆机，上部为电机，下部为四级不可调的水泵水轮机，造价较为经济。发电时最高效率为90.3%，抽水时为89.2%，因发电时无法调节出力而被否定。但是因瓦斯河梯级电站所在的电力系统有许多大中型水电站，其中有瓦斯河流域的金盖水电站、木格措电站、小天都电站、冷竹关电站，全部水电装机总容量达到70万kW ，它们都有很好的调节性能，加上附近许多水电站，完全可以承担几十至上百万kW 的负荷变化，故无需木格措电站参与负荷调节，因此可重新考虑采用可逆机组方案。且目前国外不少电力系统都采用这类方式
[2][3]
。
（2）另一种可能考虑的优化方案为在低高程安装二台70MW 多级水泵水轮机的可逆式抽水蓄能机组，而另装一台70MW 水斗式水轮机，专门作为负荷调节之用。虽然，在造价和运行上都增加了一些问题，但在负荷调节上可以与目前采用的方案基本上一样。
3
1,9
1,5
R 1
,5△0.3,0.4,0.5
△0.3
2.2.2建议优化方案
建议优化方案是省去沿山坡开挖的约20km 长的上山公路，改用斜井式TBM 开挖，由下向上一次挖成。挖成之后，掘进机在斜井顶部拆卸，然后从隧洞向上游运出。
184
R 1
,8
在花岗岩的要求，加以
4,5
3
2
0,5
0,54,53
0,5
R 2
,27
R 2
,2
7
R 2
,76
2,5
不衬砌
衬砌
2.3取消上游调压井
目前设计的上游引水系统，即隧洞加高压管道的总长为5630.8m ，
∑LV 为24156.6，水轮机
最小工作水头为980.3m ，因此H
LV ∑最大值可达24.6。按一般规定H
LV ∑在15～20之间，可以
不设调压井
[4][5][6]
，本电站该指标已超过20，所以需要设置上游调压室。
如果加大隧洞、斜井断面，并且将厂房移入地下，那么
H
LV ∑值就大为减小了。优化后隧洞长
度为1900m ，洞中最大流速为1.179m/s ，高压水道斜井长约1400m ，平段长437.5m ，洞径均为3.6m ，
185
其中最大流速为2.44m/s ，厂房前钢板衬砌段长为250m ，内径1.8，管内最大流速为3.255m/s 。
因此引水系统∑
LV =4892.4，那么H
LV ∑=4.99，远小于需设置调压室的数值，所以可以取消
上游调压室。 2.4高压管道
目前设计的高压管道埋深较浅，覆盖厚度远远不能满足不衬砌的要求，因此高压管道全部采用钢板衬砌，这是完全必要的。
高差近1000m 的斜井，用常规方法施工，每一段斜井的高差不超过200m ，因此整个斜井只好分成五段开挖，每二段之间加一个平段，做一个施工支洞。为了进入这些支洞，厂房后山坡上需修建高差达1000m 的上山公路，总长度超过20km 。
为了节省钢衬造价，钢衬内径减小为2.3m ，管内最大流速增加到5.982m/s ，水头损失加大，水击压力加大。
优化后的高压管道改用斜井TBM 开挖，一坡到底，挪威已经用TBM 开凿过三条很高的斜井，如表1。
表1 挪威已建高斜井记录 工程名 直径 长度 施工年份 斜度 Sildvika 2.53m 760m 1980 450 Lysefjord 3.2m 1250m 1983-1984 450 ardal
3.2m
1370m
1985
450
在向挪威的TBM 咨询工程师发出咨询函件，得到他们的回答是： 1）开挖450
长1400m 斜井，直径3.6m 是可能的；
2）开挖1500m 长的上述斜井约需6个月，而运输及安装设备到现场约需11个月，拆卸约需2
个月。 3）完成1500m 长的上述斜井约需人民币4500～6300万元； 4）斜井的角度，勿小于400
，以利出碴。
5）斜井宜避开薄层变质岩，而放在花岗岩中混合岩是正确的。
考虑到我们目前对斜井的地质状况了解不够，因此应该适当地加长施工工期，并增加造价。 斜井布置在花岗岩混合岩中，大部分可以不衬砌，考虑到会有局部地段岩石较差，需要事先灌浆，开挖之后作喷锚甚至混凝土衬砌，工作量虽然不太大，但施工难度较大，因此在TBM 设备上必需考虑能加装一些附属设备以适应此种需要。
斜井以下，要用钻爆法开挖一段斜井并用钢筋混凝土衬砌，作为TBM 设备的起始段。起始段以下为平段，平段长437.5m ，圆形，开挖直径为5.7m ，衬砌钢筋混凝土，厚度0.6m ，衬砌后内径4.5m 。这一段衬砌覆盖厚度是足够的，但岩性较差，水头特高，为防止山岩局部塌落，同时防止向外渗水过多，所以用钢筋混凝土衬砌，并对衬砌外围岩固结灌浆。在下平段的末尾做60m 长内径6.0m 的集碴坑，周围也用钢筋混凝土衬砌，外部亦固结灌浆。
集碴坑末端有检修进人孔。集碴坑下游为分岔管，分岔管本身仍是用钢筋混凝土浇筑，外部高压固结灌浆。分岔管末端距厂房上游墙250m,用钢板衬砌，内径1.8m 。钢衬长度约为静水头的0.23倍。钢衬厚20mm ，普通钢材。考虑围岩与衬砌联合作用，支管在离上游墙15m 内一段，直径缩小为1.4m ，最后再减小到和球伐直径一样，这一段按明管设计，用高强钢，厚度28mm 。
钢衬起始段水泥高压帷幕灌浆后，再化学灌浆，钢衬段混凝土外顶部高压灌浆，保证紧密接触。而在距厂房上游墙25m 往后的钢衬外壁上要做排水设施，降低外水压力，保证厂房内干燥。 2.5 厂房位置
186 厂房位置离斜井近，则覆盖厚度大，高压管道所花费用少。但是尾水道、交通道都加长了，出线高压电缆也加长了，因此有得也有失。
厂房位置离河近，则优缺点刚好相反。而且高压管道太长上游水击压力会大一些，尾水道太长，尾水道的过渡过程状况也会稍差一些。
经大致的比较，如果将厂房布置在离出口1km ～1.5km 。即加长高压管道要稍便宜一些，但这点差别在总数中所占比例很小。目前即定尾水管长度在1.5km 左右，厂房布置比较靠前。
在这个位置，钢衬起点处，最小覆盖厚度的斜距离L 约为950m ，用覆盖厚度的公式计算其安全系数F [6]
：
97.11066195035cos 7.2cos 0=×××=×××=H
L F w r γβγ
一般只要求F=1.2～1.3，因此现有安全系数完全满足要求[7]
。 2.6 厂房的内部布置
厂房布置在地下，造价将比地面厂房有所增加。 厂房布置视机组选用的不同可有二种不同方式。
方案一，机组选用二台多级混流式可逆机，每台发电功率为105MW ，抽水功率为70MW ，吸出高
度为-32m 。
主厂房上部开挖跨度为18.0m ，桥吊跨度16.0m ，主厂房下部跨度为17.0m 。机组段长18.0m ，主厂房全长66.0m ，付厂房设在厂房南端，主厂房全高约42m 。由于岩石不是太好，此处不采取比较经济的吊车梁，而采用尺寸较小的立柱及梁式吊车梁，将立柱用锚筋固定在岩壁上，从而达到部份减少厂房跨度的目的。
主变器室布置在地下，其洞室长轴与主厂房平行。两大洞室之间岩体净宽为25m 。主变器室分两层，下层为变压器室，上层为SF 6设备室。主变器室两层总高度为16.0m ，总宽亦为16.0m 。
尾水管下游段上装平面滑动闸伐，在主变室运输道下设阀门室，两台机组的尾水管合成一条后与尾水洞连接。
主厂房与主变室之间有两条母线洞，尺寸高4.5m ，宽6.0m 。
进厂交通洞在厂房南部，出线及通风均利用此洞，只是在洞中做隔墙，互不干扰。交通洞在河边高程为2767，在厂房内约为2740，高差达27m ，洞长约1500m ，纵坡为1.8%。
交通洞有一支洞绕过厂房南端一直通到高压管道，施工时TBM 将通过此洞进入斜井。施工时石渣也将由此运输洞外，因此是一条重要通道。
方案二，机组选用二台多级混流式可逆机组，每台发电及抽水功率均为70MW ，另加一台水斗式水轮发电机，功率为70MW 。前者吸出高度为-32m ，而后者为+3.0m ，两者高差很大，需分别布置在二个高程不同的洞室中，增加了造价，也使运行管理增加不便。
2.7 尾水洞的布置
尾水洞中水流为压力流，出口较高，主厂房下较低。下游最低水位为2759.0m ，因此尾水洞出口洞底高程定为2750.0m 。厂房处水泵要求最小淹没深度为32m ，当厂房内尾水管底部为2720时，水泵处淹没最小深度可以大于32.0m 。
尾水洞全长约1500m ，纵坡约为2%。
尾水洞也作为施工的重要通道之一，因此尺寸不宜太小。断面选用城门洞型，开挖宽 6.60m ，高5.6m 。由于围岩不是太好，四周采用厚0.3m 薄衬砌。
尾水洞出口处建一闸门室，可以关闭此门，以便检修尾水洞。
尾水洞下游在河滩上还需建造一短段尾水明渠，以便与雅拉河连接。 2.8尾水洞调压室的设置
为了保证高压水道的埋深足够，厂房深埋在山岩中，因此尾水隧洞就比较长，尾水洞太长了，就可能要求增设尾水调压室[5]。
由于机组流量不大，而为了施工方便，尾水洞开挖尺寸不宜太小，所以尾水洞中流速可控制在1m/s以下，适当加大T S时间，就可以不设尾水调压室。
由于控制多级水泵水轮机的流量是球伐，因此事实上T S是较长的，如果是按水斗式水轮机考虑，则因其装有折流器，T S时间可以更长，不起控制作用。所以尾水调压室完全可以不必考虑。
3 优化方案的优点
3.1 工程投资
优化方案取消了上游调压井、上山公路、下游抽水系统。调整引水隧洞、高压管道的施工方法，节省投资1.2亿，地下厂房及附属洞群方案比原设计增加投资2000多万，两者相抵可减少投资约1亿。优化方案采用两台两机式可逆机组代替了两台三机式容量相同的机组，按常规可节省几千万，但目前缺乏这方面的准确数据，暂不列入比较。
3.2 环境影响
木格措电站位于康定县内，是有名的风景旅游区，环境保护的问题十分重要。优化方案取消了上山公路，减少了环境影响，这一优点是不可替代的。同时节省大量投资、缩短工期并为施工带来方便。
3.3 电站运行管理
上游引水系统水击压力、过渡过程都较平稳，下游也没有和泵站配合协调的问题。运行性能好，管理也比较简单。
4 优化方案需进一步研究的问题
4.1优化方案两台可逆机组在发电工况下是不能微调出力的。可以满发一台，或两台，或全关。但不宜开一台半或半台。虽然这种情况在国外早已解决，本系统、本梯级电站有好些水电站可以承受负荷的少量波动，但具体到底怎么工作，有什么问题还要进一步的了解、研究，需再落实。
4.2优化方案要用特殊的TBM开凿斜井，这种施工方法在国外早已有成功的先例，又快、又经济且安全，但我们这里的地质情况可能比国外的差，我国目前尚无用TBM开挖长斜井的经验与设备，需要在国际范围内招标，请国外专业技术人员来研究，并设法克服所能遇到的问题。
总之，目前的优化方案只是一种初步的设想，既有明显的优点，也有一定的缺点，需要进一步研究，解决问题，寻求较好的效果。
参考文献：
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可靠性与优化设计
可靠性与优化设计 【摘要】 改革开放为我国的机械工程制造业带来了良好的发展机遇，经过三多年的努力，机械工程制造业已经取得了很大的发展成果，成为国民经济中重要的支柱。在机械工程制造业当中，对其进行的可靠性优化设计具有非常重要的作用。本文就机械工程中的可靠性优化设计问题进行了探讨，以供参考。 【关键词】 机械工程;可靠性;优化设计 1、前言 当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。
2、机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 由于我国的特殊历史原因，机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比，显得相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二世纪八年代，我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些个别的行业还成立了专门从事可靠性优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才，制定出了整套可靠性优化设计的规范标准[2]。从总体上来看，过去的可靠性优化设计研究比较偏重于理论，但在生产实践中，对于理论的应用则是比较少，就这一点而言，与制造业相对较为发达的国家相比较，存在着许多不足之处。 3、可靠性优化设计在机械工程中的应用 机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。 机械工程产品设计环节可靠性优化设计 机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设
实验优化设计考试答案
第一题 考察温度对烧碱产品得率的影响，选了四种不同温度进行试验，在同一温度下进行了5次试验（三数据见下表）。希望在显着性水平为。 1.SSE的公式 2.SSA的公式 3.将表格粘贴进Excel，然后进行数据分析，勾选标于第一行，显示在下面 P=，远小于，所以是显着的 “方差分析” “响应C1C2C3C4” “选单因素未重叠” 4.打开Minitab，复制表格， “统计” 点击“比较”勾选第一个，确定 结果:工作表3 单因子方差分析:60度,65度,70度,75度 来源自由度SSMSFP 因子误差合计 S==%R-Sq（调整）=% 平均值（基于合并标准差）的单组95%置信区间 水平N平均值标准差------+---------+---------+---------+--- 60度度度度合并标准差= Tukey95%同时置信区间 所有配对比较 单组置信水平=% 60度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 65度度度度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 70度度度减自: 下限中心上限------+---------+---------+---------+--- 75度获得结果，区间相交包含的不明显，反之明显 第二题 为研究线路板焊点拉拔力与烘烤温度、烘烤时间和焊剂量之间关系。从生产过程中收集20批数据，见下表: 1.将表格粘贴进Minitab，然后“统计”“回归”“回归”“响应，变量”“图形，四 合一” 2.P小于，显着 4.残差分析 第三题 钢片在镀锌前需要用酸洗方法除锈， 为提高除锈效率，缩短酸洗时间，需 要寻找好的工艺参数。现在试验中考 察如下因子与水平：
西安交大结构优化设计实验报告
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问题3：用Matlab命令函数fmincon求解非线性约束规划问题 ●目标函数1 运行结果： 迭代次数：8 ●目标函数2 运行结果： 迭代次数：16 问题4：用Matlab命令函数fmincon求解人字形钢管架优化问题。已知：2F = 600kN，2B = 6 m，T=5 mm，钢管材料E = 210 GPa，密度=, 许用应力[ ]=160MPa，根据工艺要求2m ≤ h≤6m ，20mm ≤ D≤300mm 。求h , D 使总重量W为最小。
求 目标函数1 运行结果：
迭代次数：8 问题5：修改满应力程序opt4_1.m 和齿形法程序opt4_2.m ，自行设计一个超静定桁架结构，并对其进行优化。要求: （1）设计变量数目不小于2； （2）给出应力的解析表达式； （3）建立以重量最小为目标函数、应力为约束的优化模型。 分别用满应立法和齿轮法求解图2超静定结构，已知材料完全相同， ， , 2000,1500==σσ ， 满应力法和齿轮法运行结果：
我国抽水蓄能电站概况简介
目录 宝泉抽水蓄能电站 (3) 概况 (3) 工程建设 (3) 湖北白莲河抽水蓄能电站 (3) 简介 (3) 枢纽布置 (4) 丹东蒲石河抽水蓄能电站 (4) 电站概况 (4) 电站枢纽 (5) 上下水库 (5) 响水涧蓄能电站 (5) 广州抽水蓄能电站 (6) 简介 (6) 枢纽布置 (6) 水泵水轮机特性 (7) 工程相关信息 (7) 惠州抽水蓄能电站 (9) 电站概况 (9) 工程意义 (9) 枢纽布置及水工建筑物 (10) 机组参数 (10) 天荒坪抽水蓄能电站 (11) 简介 (11) 构成 (12) 桐柏抽水蓄能电站 (12) 河北张河湾抽水蓄能电站 (13) 简介 (13) 工程概况 (13) 清远抽水蓄能电站 (14) 概述 (14) 效益 (14) 仙居抽水蓄能电站 (15) 概述 (15) 地理位置 (15) 装机容量 (15) 功能 (15) 开工建设 (15) 泰安抽水蓄能电站 (16) 电站概述 (16) 上水库 (16) 下水库 (16) 电站建设 (17)
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宝泉抽水蓄能电站 概况 宝泉抽水蓄能站位于河南省辉县市薄壁镇大王庙以上2.4km的峪河上。电站与新乡市、焦作市和郑州市的直线距离分别为45km、30km和80km，对外交通十分便利。电站装机容量120万kW，年发电量20.10亿kW·h，年抽水耗电量26.42亿kW·h，综合效率0.76。电站建成后，在电网中主要担任调峰、填谷任务，同时还兼有事故备用、调频、调相等功能。 工程建设 电站的主要建筑物包括上下水库大坝、引水道、地下厂房洞群系统及地面开关站等。 上水库位于宝泉水库峪河左岸支流东沟内，距宝泉村约1km，引水道进/出水口位于水库左岸，距大坝左坝头约200m。 下水库比较了峡口下库方案和宝泉下库方案，选定了宝泉水库作为宝泉抽水蓄能电站的下水库，下水库进／出水口位于宝泉水库左岸，距宝泉水库大坝约1km。输水道在上水库进／出水口后转了一个35.8゜的角度后直达下水库。 上水库档水建筑物为混凝土面板堆石坝，下水库是利用峪河上已建成的宝泉水库，但要对大坝加高、加固。原宝泉水库大坝为浆砌石重力坝。档水坝段坝顶高程252.1m，溢流堰堰顶高程244.0m，总库容4458万m，工程等别为三等，规模为中型，大坝按3级建筑物设计。加高后堰顶高程为257.5m，堰顶上再加设2.5m橡胶坝。大坝加高后基本维持原总体布置不变，即坝轴线不变，坝顶高程268.0m，坝顶长为535.5m，其中：左岸挡水坝坝长277.0m，右岸档水坝段长197.5m。其工程等别提高为一等，规模为大（1）型，大坝按一级建筑物设计。 宝泉抽水蓄能电站引水道主洞直径为 6.5m，上游调压井前、后段及尾水段洞径均为6.5m，岔管段洞径为4.5m；上水库正常蓄水位为788.6m，下水库死水位220.0m，最大毛水头为568.6m；上水库死水位为758.0m，下水库正常蓄水位为260.0m，电站最小毛水头为498m；上水库总库容为827万m，发电库容620万m；下水库总库容6750万m，灌溉兴利库容3575万m，扩大兴利库容515万m；防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，最大泄量分别为3530m3/s和6760m3/s。 湖北白莲河抽水蓄能电站 简介 湖北白莲河抽水蓄能电站工程位于黄冈市罗田县境内,离武汉市公里距离为
抽水蓄能电站建设项目设计管理研究
抽水蓄能电站建设项目设计管理研究 发表时间：2018-08-13T14:31:13.530Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：张宁宁 [导读] 摘要：抽水蓄能电站工程是重大基础设施"一般由上水库'下水库'输水系统'地下厂房洞室群'开关站'现场办公楼等部分组成"占地范围广且构筑物分散，采取必要措施提高治安防范能力'保障电站设施安全运行'保护人员生命财产安全"是每个电站建设与运行管理单位的重要职责。 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京 100024 摘要：抽水蓄能电站工程是重大基础设施"一般由上水库'下水库'输水系统'地下厂房洞室群'开关站'现场办公楼等部分组成"占地范围广且构筑物分散，采取必要措施提高治安防范能力'保障电站设施安全运行'保护人员生命财产安全"是每个电站建设与运行管理单位的重要职责。尤其近年来"随着国际形势的变化"全世界反恐'安全防范形势日益严峻"如何全面'高效'经济的保护防范对象的安全"变得日益重要。本文将分析抽水蓄能电站建设项目设计管理。 关键词：抽水蓄能电站；发展定位；前景展望；规划 1抽水蓄能电站设计管理框架构建 在抽水蓄能电站工程建设的全过程内，按时间划分可将工程各阶段分为前期、基建期和生产运维期，其中前期包括决策立项、预可研、可研、项目核准，基建期涵盖了招标设计、施工图设计、施工、竣工验收阶段，生产运维期则是从投产使用一直延续到工程报废。在工程的全过程内，设计承包商主要参与工程前期和基建期，而业主则贯穿了工程的整个过程，从前期决策立项到工程报废。随着工程所处的建设阶段不同，业主的主管部门也不同，工程前期业主设计管理的主管部门是计划部门、基建期的主管部门是工程部门，生产运维期主管部门是运维检修部门。在项目前期向基建期、基建期向生产运维期的过渡时期，主管部门交接时业主内部会涉及到管理界面。为了保持项目进程的衔接良好，在招标设计阶段，基建人员需要提前介入，基建期生产运维人员也要提前介入。基建人员和生产运维人员的提前介入有利于及早从工程建设、生产运维的需求上提出他们的设计要求，使设计成果能够同时满足基建和生产运维的需要，实现设计在全过程周期内综合设计。同时相关人员的提前介入为项目顺利过渡到下一时期，实现主管部门的无缝衔接奠定了管理基础。可构建出涵盖工程前期、基建期、生产运维期项目全过程，参建各方（业主、设计、施工单位、各供货商）参与、界面管理、沟通管理、信息管理、评价与激励全方位多角度抽水蓄能电站业主方的设计管理理论及应用体系 2建设抽水蓄能电站的必要性 抽水蓄能电站是世界公认的可靠调峰电源，启动迅速、爬坡卸荷速度快、运行灵活可靠，既能削峰又可填谷，能很好地适应电力系统负荷变化，改善火电、核电机组运行条件，提高电网经济效益，同时也可作为调频、调相、紧急事故备用电源，提高供电可靠性。结合各电网及能源资源特点，建设一定规模的抽水蓄能电站，在满足电力增长要求的同时，可优化电源结构，缓解系统调峰矛盾，增加风电和光伏发电消纳能力，提高电力系统安全稳定性和运行经济性；配合风电、太阳能发电外送，可提高输电系统稳定性，增加新能源外送能力。 3抽水蓄能电站建设项目设计管理 3.1设计总包管理模式 设计总包管理模式，即“业主设计管理+设计总包单位”的组织机构，业主通过招标选择一家综合实为强、相关设计经验丰富的设计承包商负责整个项目的设计任务，并负责设计管理，业主仅与设计总包单位有合同关系，与设计分包单位不存在合同关系。这种模式的优点是业主可将大量设计管理工作转移给设计总包单位，不用处理众多的设计问题，只需要与设计总包单位建立联系即可；缺点是这种模式对设计承包商综合能力要求较高，符合承担大型项目综合设计任务要求的设计承包商相对较少，并且业主对设计总包单位的依赖性较强，自身管理权限被弱化的同时承担较高的风险。 3.2总体设计咨询管理模式 总体设计咨询管理模式，即“业主设计管理+总体设计咨询+专业设计群公司”的组织结构。业主与设计分包单位和总体设计咨询都有合同关系，总体设计咨询单位与设计分包单位存在协调关系，这种管理模式要求业主具备相当的设计管理能力，直接参与各专业设计承包商的合同管理；总体咨询单位主要负责就业主设计管理中存在的问题进行专业指导；专业设计承包商负责完成合同约定的设计任务。该模式下，业主设计管控能为较强，但设计管理工作任务也相对较重，同时，各专业设计承包商协调工作量较大，容易造成专业交叉、设计碰撞等问题。对于我国当前抽水蓄能电站建设项目而言，设计垄断现象较为严重，无法形成符合市场的竞争机制，以上两种设计管理模式都不能很好地约束设计承包商。为提高业主设计管理水平，增强设计承包商服务意识，提高设计成果质量，提出整合两种模式，尝试“业主设计管理、专业咨询+部分设计总包、专业设计群”的管理组织结构。这样来，一方面业主可直接管控设计承包商，并保证管理水准，另一方面部分设计管理任务由总包单位承担，可减少合同协调；同时专业设计承包商的加入，可提高各设计承包商的竞争意识，对设计承包商的服务质量有积极的促进作用。 3.3入侵报警系统组成 人侵报警系统一般由四部分组成：前端探测器、传输设备、处理/控制/管理设备和显示/记录设备。抽水蓄能电站的前端探测器可在现场办公楼、开关站、地面调压井的围墙周界设周界报警，在公共走廊、财务室、重要办公室、机房等设双鉴移动探测器，用于探测非法人侵行为，探测器将人侵信号传给报警主机。对于开关站、地面调压井等距离较远的位置，可分别配置报警主机，前端探测器和报警主机之间采用总线连接。报警主机接收信息数据后，立即传给报警灯，发出声响，并与视频进行联动。报警主机就近接人安防系统的接人交换机，利用安防局域网络，接人安防中心。所有事件通过网络上传至安防中心进行联网。安防中心应能远程控制报警主机以收取报警灯发出的信号，并迅速识别其在电子地图上的对应位置，分析情况，与视频联动进行视频复核，做出相应反应。 3.4设计变更协调 抽水蓄能电站的建设过程中很难避免设计变更，为了规范设计变更的流程，业主应建立一套完整规范的工程设计变更审批流程；设计承包商采用发函形式提出重大设计变更时，经研究论证和设计承包商内部审查通过后上报业主，业主内部审查通过后并经相关管理部口批复后，组织设计承包商出具设计变更文件并转发监理单位实施变更；设计承包商提出一般设计变更时，由业主组织分级审批，依据变更设计管理的审批流程进行审批，并将批复结果转发相关单位。必要时，业主应及时组织设计、监理、施工等方参与的专题会议，就变更问题进行意见交流，设计承包商按照时间要求将变更后的初步设计成果提交至业主，批准后，督促设计承包商完成设汁变更图纸的供图、设计
抽水蓄能电站工程建设施工中安全风险管理体系研究
抽水蓄能电站工程建设施工中安全风险管理体系研究 发表时间：2019-11-27T10:15:47.357Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：杨溢 [导读] 摘要：抽水蓄能电站的主要作用是调峰填谷，为我国电源长期发展、改善电能质量提供了帮助，有利于优化调整电源结构，使得跨区送电具有安全性。 湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 摘要：抽水蓄能电站的主要作用是调峰填谷，为我国电源长期发展、改善电能质量提供了帮助，有利于优化调整电源结构，使得跨区送电具有安全性。因此，必须要认识到抽水蓄能电站工程建设施工的重要性，把握施工中可能存在的安全风险，并建立安全管理体系。 关键字：抽水蓄能电站；工程建设施工；安全风险管理 近年来，经济发展使得社会用电负荷快速增长，所以必须要进行能源缓解，大力发展抽水蓄能电站。目前我国抽水蓄能电站建设进入高峰期，但是在抽水蓄能电站的建设施工过程中，必须要重视其中的风险，做好安全监管，保证施工质量。 一、抽水蓄能电站工程建设施工中的安全风险 抽水蓄能电站工程建设施工中有下库工程、引水工程、地下厂房工程和上水库工程四个工程。在评估施工建设的安全性时必须要结合这四个工程开展，与其工程施工特点相结合。在进行施工安全风险辨识时，施工依据就是工程施工的整体规划和施工图纸，施工单位还要与历史资料和以往的施工经验结合起来，这样对危险源的划分才更加科学，需要与危险源的审查结果和相应的程度评价进行，并对相应的风险识别结果表进行编制。在实际施工时，施工单位需要落实安全风险管理工作，结合抽水蓄能水电站建设的独特属性制定生产工艺条件的复杂程度、设备本质的安全情况、施工设备的使用情况等安全管理措施，所以必须要在施工建设工作开始前进行[1]。同时施工单位要重点管理施工人员的技术能力、检测事故的技术能力和施工现场的整体环境，不断细化安全施工管理工作，提高工作中施工安全风险管理的针对性。 二、抽水蓄能电站工程建设施工中安全风险管理体系 （一）强化业主管理职能 目前我国蓄能电站工程中的建设管理体系的核心是“项目法人制”，施工过程中工程建设周期长、涉及面广、不确定因素多、风险大，所以抽水蓄能电站必须要进行目标定位，业主必须要组织落实政策处理，做好资金的筹措、工程与采购招标等工作。业主也要对包括质量、安全和环境管理体系的导入、施工组织总设计的编制、施工总平面布置的规划与控制等在内的项目总体管理策划进行负责。因此，要不断强化工程建设过程中业主对项目的计划、组织、管理和协调的宏观控制职能，发挥业主在工程实施全过程中的安全文明施工控制作用，保证抽水蓄能电站工程的安全文明施工[2]。 （二）健全管理体系 在抽水蓄能电站项目开工前，结合工程特点和管理重点，要促进三合一项目管理体系的形成，将导入质量、职业健康安全和环境管理体系纳入进来，并制定统一的抽水蓄能电站工程质量安全管理计划。企业也要做好组织评审，定期进行体系内外部的评审，评价分析工程施工中的危险源和环境因素，就每一个影响因素发生的频率和危险程度来制定管理措施。同时也要制定相应的管理方案，进行重大危险源、重大质量和环境影响因素的管理，做好技术、管理、责任人、完成时间和费用等内容的统筹，并在完成管理方案后进行效果评审。对于超标准洪水、火灾等不可预见的危险源，要提前制定应急预案，通过组织演习来对其有效性和适用性进行检验。在工程的进展和管理方案评审结案过程中，需要同时辨识、评价和管理后续施工项目的危险源和环境影响因素。在标准化管理过程中，也要强化传统的安全管理，注重其分包管理，并建立安全资格预审和年检制度，对于不合格承包商要拒绝其进场。而且也要实行安全一票否决制，如果施工作业出现严重违章，且不听劝告，就要责令其整改完毕后复工，在年度安全文明施工考核范围中也要进行重点考察，这样才可以发挥安全生产的重要性和安全监察部门的作用。施工过程中也要规范其安全管理行为，实时动态监控重要的工程现场或危险的工作面，安装多个工业电视监控装置。而且安全检查中进行整改和复检闭环很有必要，工程的安全施工离不开规范化和制度化的安全管理活动[3]。区域安全管理也有利于提高其安全监察的效率，要结合施工区域进行施工现场划分，指定每个区域的负责单位、部门和安监责任人，为区域内的安全工作的日常检查提供保障。在统一区域检查和管理性检查的基础上，安全绩效的过程监测也得到了强化。 （三）进行安全目标分解 抽水蓄能电站工程建设施工中存在很多危险源和不确定的因素，安全管理受到水电承包商的综合经济实力和管理水平参差不齐的影响难度较大。因此，要根据其工程施工阶段、年度和单位分解成量化的控制目标来确定其危险源和环境因素。这一过程中需要实施安全管理的风险抵押金制度，通过安全管理风险抵押合同、爆炸物品管理责任状和电力承发包工程安全管理等协议的签订来确定责任。工程的建设施工考核要设立安全文明施工奖励基金，并结合设计、监理和承包商的年度安全管理情况和目标指标完成情况进行，提高其积极性。更重要的是强化参建各方的安全管理意识，提前制定统一的安全设施标准，这样安全技术措施才可以更好的落实。施工过程中要进行安全检查、专业性检查、日常例行安全巡查和隐患的整改闭环等手段的规范，并提前制定重大危险源的管理方案和应急预案，为安全总体目标的实现提供保障。 （四）转变观念和意识 抽水蓄能电站工程建设施工中要改变传统的观念和意识，在招标文件中就要对安全目标、安全管理制度、重大的危险因素及其管理要求、卫生设施要求和标准、生产生活临建标准等详细要求进行明确，增加安全文明施工的评分权重，保证承包商的管理层也重视安全文明施工管理要求。在承包商进点后，全体人员的安全文明管理交底工作需要由管理方安监工程师进行，班组长以上的施工人员到工程学习取经进行分批分阶段地组织，使得施工现场整齐划一，真正改变水电人的管理观念。同时也要定期举办专业技能，将工程施工、安全和环保专家邀请到工地就危险因素的控制与防范进行讲解，让施工人员在事故案例分析中增加自我保护意识，不断强化全员的安全防范意识和环境保护意识。目前抽水蓄能电站工程中的承包商安监力量比较薄弱，电力培训中心就要积极开展相关安全员培训，在壮大安监队伍的基础上，提高其安监水平。通过安全风险管理体系构建来创建安全文明施工样板单位工程，促进项目内部参建单位之间良性竞争环境的形成。 结语 抽水蓄能电站工程建设施工中必须要加强施工现场施工建设环节的管理，特别是电站建设的安全风险管理，因为抽水蓄能电站具有特殊性。因此，要结合抽水蓄能电站工程建设施工中的安全风险进行探索，通过强化业主管理职能，健全管理体系，进行安全目标分解，转
机械零件的可靠性优化设计
题目：机械零件的可靠性优化设计 课程名称：现代设计理论与方法 机械零件 自从出现机械，就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。 机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础，机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围，可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。 机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数，使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求，还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。 机械零件优化设计概述 进行机械零件的设计，一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定，应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析，在此基础上建立零件的力学模型，考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数，确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析，确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定，应当依据零件的工作性质和要求，选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形，根据有关计算准则，计算确定零件的主要尺寸参数，并进行参数的标准化。 所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型，采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作，解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速
试验优化设计与分析(教材)
试验优化设计与分析(教材) 成果总结 成果完成人：任露泉，丛茜，杨印生，李建桥，佟金成果完成单位：吉林大学 推荐等级建议：二等奖
1.立项背景 在现代社会实现过程和目标的最优化，已成为解决科学研究、工程设计、生产管理以及其他方面实际问题的一项重要原则。试验优化技术因其具有设计灵活、计算简便、试验次数少、优化成果多、可靠性高、适用面广等特点，已成为现代设计方法中一个先进的设计方法，成为发达国家企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员的必备技术，它对于创造利润和提高生产率起着巨大的作用。因此在我国为了赶超世界先进水平，促进科研、生产和管理事业的发展，编著相关教材，大力推广与应用试验优化技术，不仅具有普遍的实际意义，也具有一定的迫切性。 20世纪80年代初，鉴于国民经济建设实践和科学技术研究中对试验优化技术的广泛需求，为推动教学改革、提高教学质量，任露泉教授对试验优化理论与技术进行了深入系统研究，为本科生开设了“试验设计”课程，为研究生开设了“试验优化技术”课程，并于1987年由机械工业出版社出版了教材《试验优化技术》，产生了很高的学术与技术影响。 2001年任露泉教授在《试验优化技术》一书的基础上编著了《试验优化设计与分析》教材，由吉林科技出版社出版发行。该教材是对1987年出版的《试验优化技术》的修改、补充和发展。作者根据对试验优化的教学和科研应用的多年实践与体会，为适应读者学习与使用的实际需要，调整修改了原书中的部分内容和一些方法的设计程式；补充了一些试验优化设计的新方法、新技术；增添了试验优化的一些最新应用实例；并增加了试验优化分析一篇。 本教材2001年获吉林省长白山优秀图书一等奖，2002年被遴选为教育部全国研究生教学用书，再次出版发行，2004年获吉林省教学成果一等奖。 2.教材内容 本教材万字，共分三篇二十一章。第一篇试验设计，除正交设计、干扰控制设计与数据处理等常用技术外,还介绍SN比设计、均匀设计、广义设计、调优运算及稳健设计等正交试验设计技术的拓广应用和现代发展的最新方法；第二篇回归设计，除各种回归的正交设计、旋转设计、饱和设计、多项式设计、还介绍多次变换设计、交互作用搜索设计、混料设计以及D-最优设计等回归设计技术的进一步完善与最新应用技术；在第三篇试验优化技术分析中,介绍了试验数据处理过程中经常遇到的难题及其解决办法，数据分析的最新研究成果及其应用实例。例如：有偏估计、PPR分析、探索性数据分析等；此外还介绍了试验优化的常用统计软件。 3.教材特点
优化设计报告
优化设计实验报告
无约束非线性规划问题 ) sin(1)(min 2 2 35x e x x x x f x -+-++= fun='(x^5+x^3+x^2-1)/(exp(x^2)+sin(-x))'; ezplot(fun,[-2,2]); [xopt,fopt,exitflag,output]=fminbnd(fun,-2,2) 输出： xopt = 0.2176 fopt = -1.1312 exitflag = 1 output = iterations: 12 funcCount: 13 algorithm: 'golden section search, parabolic interpolation' message: [1x112 char]
二维无约束非线性函数最优解 )12424()(min 2212 2211++++=x x x x x e X f x fun='exp(x(1))*(4*x(1)^2+2*x(2)^2+4*x(1)*x(2)+2*x(2)+1)'; x0=[0,0]; options=optimset('largescale','off','display','iter','tolx',1e-8,'tolfun',1e-8); [x,fval,exitflag,output,grad,hessian]=fminunc(fun,x0,options) f='exp(x)*(4*x^2+2*y^2+4*x*y+2*y+1)'; ezmesh(f); First-order Iteration Func-count f(x) Step-size optimality 0 3 1 2 1 9 0.717044 0.125092 1.05 2 15 0.073904 10 1.28 3 21 0.000428524 0.430857 0.0746 4 24 0.000144084 1 0.0435 5 27 1.95236e-008 1 0.000487 6 30 6.63092e-010 1 9.82e-005 7 33 1.46436e-015 1 4.91e-008 Local minimum possible. fminunc stopped because it cannot decrease the objective function along the current search direction. Computing finite-difference Hessian using user-supplied objective function. x = 0.5000 -1.0000 fval = 1.4644e-015 exitflag = 5 output =
1福建省高峰抽水蓄能电站简介
1.福建省高峰抽水蓄能电站简介 1.1 前言 高峰季调节抽水蓄能电站位于福建省邵武市晒口镇附近，距邵武市区约15km，距220kV固县变约12km。电站装机容量200MW，下水库拟在富屯溪干流安家渡村下游建低堰形成，正常蓄水位174.0m，形成调节库容137.6万m3，上水库拟利用高峰农场所在的两相邻高山盆地筑坝连通形成，水库正常蓄水位500m，调节库容为13896万m3。 根据水规总院的安排，在福建省计委、电力局和地方政府的大力支持下，华东勘测设计研究院于1991年开始进行福建省抽水蓄能电站普查工作，并于1993年2月提出《福建省抽水蓄能电站普查报告》，当时针对福建省水电比重大、调节性能差、枯水期出力不足及丰水期弃水电量大等特点，选择并推荐了邵武高峰、泰宁开善、永泰梧桐等3处季调节抽水蓄能电站站址，其中邵武高峰站址：①下库富屯溪截雨面积大，丰水期有充沛水量可供抽水；②上水库库容大，水头较高，电站蓄能电量较多；③下游有已建的千岭、沙溪口、水口等梯级水电站，高峰电站的建成相当于为这些电站增加了一个库容较大的上游龙头水库，减少了这些电站的汛期弃水，增加了这些电站的保证出力和枯水期发电量。由于具有以上等优点，高峰电站成为季调节抽水蓄能电站的首选站址。1993年9月福建省电力局与华东勘测设计研究院共同对高峰站址进行了复勘，于1993年12月提出的《福建省抽水蓄能电站复勘报告》中选择推荐高峰季调节抽水蓄能电站站址为进一步
工作研究对象。 1996年5月，福建省电力局委托我院开展高峰抽水蓄能电站的专题研究工作，重点论证福建省建设季调节抽水蓄能电站的必要性及高峰电站的建设规模和效益，进行初步的工程枢纽布置、投资估算及初步经济评价。我院在承接任务后，即组织专业人员进行现场查勘和调研收资工作，并委托福建省测绘局航测大队完成工程区25km2的1／5000航测地形图，地质专业于1996年9月进行了地质查勘外业工作，水库专业于1 996年1 0月进行了水库调查外业工作。同时设计内业方面加紧做了大量工作，在福建省电力局计划处，水调中心和邵武市地方有关部门的大力帮助和密切配合下，已完成专题研究阶段各项工作并正提出专题研究报告。现将本工程主要情况简述如下，仅供参考。 1．2工程建设必要性 1．2．1 电网及水电弃水现状 截止1995年底，福建省全网水火电总装机容量6358MW，其中水电装机容量3881Mw，占全网总装机容量的61％，火电装机容量2477Mw，占全网总装机容量的39％。福建省目前电源结构不合理，全网水电中，装机100MW及以上的只有水口、沙溪口、古田、安砂、池潭等5处，其余多为25MW以下的小水电。现有水电调节性能差，除古田具有年调节性能、池潭具有不完全年调节、安砂具有季调节、水口具有不完全季调节性能外，其余大多为调节性能差的或径流式水电站，电量受天制约因素大，丰水期、枯水期出力严重不均，在目前
抽水蓄能电站规划设计研究
抽水蓄能电站规划设计研究 摘要:对抽水蓄能电站在电力系统中具有调峰填谷的独特运行特性进行了分析， 从抽水蓄能电站的选址、关键技术的引进和抽水蓄能电站的建设与环境三方面出发，给出抽水蓄能电站科学合理的规划建议。 关键词：抽水蓄能电站规划设计关键技术环境 0 引言 近二十多年来，我国经济和社会有了快速发展，电力负荷迅速增长，峰谷差 不断加大，用户对供电的要求也越来越高。抽水蓄能电站作为我国电源结构中一 种新型电源，以其调峰填谷的独特运行特性，在电力系统中发挥着调节负荷、促 进电力系统节能和维护电网安全稳定运行的功能。抽水蓄能电站将成为水电建设 的主流。因此，科学合理的规划这一有效的、不可或缺的抽水蓄能电站势在必行。 1 抽水蓄能电站选址规划 抽水蓄能电站的运行原理是利用电力负荷低谷时的电能把水抽至上水库，将 水能转化为电能，在电力负荷高峰时期再放水至下库发电，将水能转化为电能， 它将电网负荷低谷时的多余电能转变为电网高峰时期的高价电能，从而起到电网 调峰的作用。因此，建设抽水蓄能电站的关键是选好站址。 抽水蓄能电站的站址规划是在负荷中心的周围地区寻找可能开发的站址。其 可选面不象常规水电站那样只能沿着河流寻找合适的站址，它的可选面比较宽。 一般要求上、下池之间的落差愈高愈好。选址时首先要开展普查工作，调查所给 区域内所有可开发的抽水蓄能电站站址的基本建设条件，弄清所在电网的负荷水平、负荷特性和电源结构，调峰电源的缺口，以及对调频、调相、事故备用等动 态功能的需求。通过比较从中选出建设条件较好的站址，然后进行规划阶段勘测 设计工作，通过理论推正和实际考察来确定一期开发工程的实施。针对抽水蓄能 电站的特点，大多选址是在已有水库的地方寻找山头建设上池，其中上池用于蓄水，以原有水库作为下池。部分站址也可选择已有水库附近的谷地建设下池，以 原有水库作为上池。大多是汛期抽水，枯水期发电。因此，站址选对了可大量节 约建设资金。例如广州抽水蓄能电站(简称广蓄电站)是一个纯抽水蓄能电站，其 位于广东省从化县吕田镇，距广州市90km。上水库位于召大水上游的陈禾洞小 溪上，下水库位于九曲水上游的小杉盆地。广蓄电站承担广东电网的调峰、填谷、调相、事故备用要求的任务和西电东送电量不均匀性的调节作用。该站址的自然 条件较好，无论是上、下库成库条件还是落差，都比较理想，选择的合理科学， 其电站装机可达到240万kW。考虑到电力系统的需求，广蓄电站分两期建设。一、二期工程装机120万kW，年发电量分别为23.8、25.089亿kW·h。广蓄电站 的上、下水库容量，可供8台机组满负荷发电约6h，抽水约7h。经多年运行， 循环效率可达76%。 2 关键技术的引进规划 在抽水蓄能电站关键技术方面，对高悬水库基础的渗流场进行分析，提出渗 流控制标准和相应的渗流控制措施。一般防渗漏规划设计，可行方案有3种：①上游坝面喷混凝土；喷混凝土方案造价适中，施工便利，但要在实验过后准确把 握其有效性。②坝体灌浆；灌浆方案造价最低，但耐久性、可靠性不如钢筋混凝土面板。③上游坝面增设钢筋混凝土面板防渗；钢筋混凝土面板方案造价最高，但防渗及加固效果最好，耐久性强，坝体实际承受的扬压力最小。 抽水蓄能电站的关键设备是水泵、水轮、电动发电机组。抽水蓄能电站的机
我国抽水蓄能电站存在的问题及前景展望
我国抽水蓄能电站存在的问题及前景展望 摘要：抽水蓄能电站在电网中承担着调峰、填谷、调频、调相、事故备用、配 合风电储能等工程任务，抽水蓄能电站建设和调度运行，有利于更好地利用新能源，有利于提升电力系统综合效益。在对我国当前抽水蓄能电站现状情况总结的 基础上，分析了我国抽水蓄能电站面临的挑战，从投资主体、电价机制、生态环保、调峰手段等角度，分析了我国抽水蓄能电站的发展前景。 关键词：抽水蓄能电站；问题；发展前景 1国内抽水蓄能电站存在的问题 1.1 开发需求与站址资源间的协调 我国抽水蓄能电站站址资源分布不均，部分地区面临调峰需求大但站址资源 少的矛盾。在目前调峰手段多元化的新形势下，抽水蓄能电站选址可进一步研究 具有投资小、建设周期短、节省站址资源等优点的混合抽水蓄能电站；此外，可 研究废弃露天矿坑、矿洞新型抽水蓄能电站，实现废弃资源利用，达到社会、环 境和经济综合效益最大化。我国各地正在积极开展生态保护红线划定工作，部分 地区抽水蓄能电站规划选点及前期工作中所面临的生态保护红线影响更加突出。 新形势下，对于蓄能电站还未建成且调峰需求较大的地区，抽水蓄能电站的选址 和建设应更加重视对生态保护红线的研究，协调好开发与保护的关系；对于蓄能 电站布局受生态保护红线影响较大的区域，应适时调整选址思路及规划站点布局。 1.2 综合利用开发模式的完善 新形势下，抽水蓄能电站选址思路正在不断拓展，以寻求适合我国电网分布 及需求的新型抽水蓄能电站建设方式，如混合抽水蓄能、海水抽水蓄能、废弃矿 洞抽水蓄能等。目前，我国混合抽水蓄能、海水抽水蓄能、废弃矿洞抽水蓄能等 电站建设和研究尚处于起步阶段。仅混合抽水蓄能试点建成白山、潘家口等电站。从实际运行情况看，混合抽水蓄能电站具有投资小、建设周期短、节省站址资源 等优点，可成为常规抽水蓄能电站的有益补充。海水抽水蓄能、废弃矿洞抽水蓄 能等新型抽水蓄能电站虽有广阔的发展前景，但在技术方面、效益量化等方面仍 需不断完善。 1.3 电力系统调节能力的提升 随着技术创新不断进步，国家出台了相关政策，鼓励火电机组灵活性改造、 电化学储能电站建设等提升电力系统调节能力。由于调峰手段的多元化，火电机 组灵活性运行、电化学储能等技术发展将对未来抽水蓄能发展产生一定影响。火 电灵活性改造由于缺乏配套政策和市场机制，实际改造进度与规划目标仍有较大 差距，抽水蓄能电站仍有建设空间；电化学储能由于经济性和安全性的制约，仍 无法实现大规模推广，一定时期内无法取代抽水蓄能电站。 2国内抽水蓄能发展前景分析 2.1 蓄能需求空间较大 随着国家对风电、太阳能、核电等新能源的大力开发，为配合新能源消纳以 及核电并网运行，对电网调节能力提出了更高要求。另外，随着我国城镇化水平、工业化水平、电能替代水平的提升，电力系统中调节性电源建设需求仍会增加。 因此，具有良好调节性能的抽水蓄能电站仍有很大发展空间。目前，全国运行、 在建和待开发抽水蓄能规模约为 1.3 亿 kW，现有抽水蓄能规划资源基本能够满足项目开发需求。但由于生态红线的影响，新一轮抽水蓄能电站选点规划能够成立 站点有限，远期蓄能规划资源储备乏力。
浅谈机械工程的可靠性优化设计
浅谈机械工程的可靠性优化设计 近年来，随着我国科技水平的不断提升，各行各业都得到了不同程度的发展。尤其是工业机械水平的提升，使得我国机械制造领域发生了巨大的变化。为了促进我国机械工程的进一步发展，获取更多的经济效益和社会效益，应当对机械工程的可靠性进行优化。文章从我国机械工程产品的可靠性优化设计现状入手，对于可靠性优化设计在机械工程中的具体应用进行了简要的分析与探讨，以供有关工作人员参考与借鉴。 标签：机械工程；可靠性；优化设计；探讨 引言 当前，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平有了很大程度的提高。在科学技术快速发展的背景下，人们对于多功能机械产品的需求也有所增加。然而，从实际情况来看，现如今还存在一部分多功能机械产品的实际应用功能难以实现。因此，我国机械制造业的发展还有待于进一步提高。作为综合多学科与多技术的新兴设计技术之一，可靠性设计在机械工程的产品设计过程中已经得到了广泛的应用。文章对机械工程可靠性优化设计进行了相应的分析与探讨，以期通过可靠性优化设计方法，能够提高机械工程产品的质量。 1 机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 随着社会的不断发展，科学技术的进步推动着产品的更新与换代。人们生活水平的逐渐提高，对于产品的多功能性与可靠性提出了更高的要求。在科技水平不断提高的背景下，现有生产过程中所产出的机械工程产品的结构呈现出复杂化的特点。不但各式各样的优秀工艺被应用到生产制造中，而且产品的更新速度也在不断的加快。产品的结构复杂化特点，对于机械工程的可靠性设计提出了更高的要求。具体来讲，可靠性主要是指在特定要求的状态下，产品能够实现特定功效的水平。在机械制造领域中，生产单位要想生产出符合客户需求的产品，首先应当展开细致的规划设计，对于产品设计过程中潜在的问题要进行严格的控制，从而有效提升其稳定性，实现预期的目标。 然而，从我国机械制造业的发展历程来看，相较于一些发达国家而言，我国机械制造业的起步较晚，仍然存在着一定的差距。在此背景下，与机械制造相关的可靠性分析工作同样进展的比较缓慢。自二十世纪八十年代以后，我国在机械制造方面有了一定程度的突破，并成立了专门的研究机构。从总体上来看，对于机械工程可靠性优化设计研究的重点主要在于理论方面。然而，从实践的角度出发可以发现，在机械工程生产过程中运用理论来解决实际问题的现象比较少见。因此，侧重于理论层面的机械工程可靠性优化设计与研究，是存在很大的局限性的，对于我国机械工程可靠性优化设计构成了比较严重的制约。 2 可靠性研究的发展过程
实验报告-优化设计
福建农林大学金山学院实验报告 系（教研室）：信息与机电工程系专业：机械设计制造及其自动化年级：2008 实验课程：优化设计姓名：学号：实验室号：_1# 607 计算机号：实验时间：指导教师签字：成绩： 一、实验目的 通过实验教学加深学生对优化设计方法的理解，培养学生程序调试和出错处理的能力，提高学生应用优化设计方法和程序设计的能力。 本实验课程的基本要求： 1）熟悉VB集成开发环境的使用，掌握设计程序和调试程序的基本方法。 2）掌握一些重要优化算法，并具有较强的编程能力和解决实际优化问题的能力。 3）具有设计简单综合应用型程序的能力。 二、实验内容及进度安排 1、进退法2学时 2、黄金分割法2学时 3、基于最优步长的坐标轮换法2学时 4、鲍威尔法4学时 三、实验设备 微型计算机100台以上，并已安装Visual Basic 6.0。 四、实验要求 1. 设计程序总体编程结构，根据程序N-S图，设计编写出程序； 2. 完成程序调试，并进行实验结果分析； 3. 完成实验报告。 五、实验注意事项 1. 树立严肃认真、一丝不苟的工作精神，养成实验时的正确方法和良好习惯，维护国 家财产不受损失； 2. 严格遵守实验室的规章制度，注意保持实验室内整洁； 3. 上机过程中注意保存程序，以免数据丢失，结束后应存储到个人移动设备并关闭计 算机； 4. 认真做好上机前的准备工作，实验后认真完成实验报告。 六、实验操作步骤及方法 （一）.上机前的准备工作包括以下几个方面 1.复习和掌握与本次实验有关的教学内容。 2.根据实验的内容，对问题进行认真的分析，搞清楚要解决的问题是什么？给定的条件 是什么？要求的结果是什么？需要使用什么类型的数据（如整型、实型、双精度型、字符型等）？制定好程序总体编程结构。 3.根据程序N-S图，设计、编写出程序，在纸上编写好相关功能的事件代码。