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攻克大型水电机组宽负荷数字孪生监测控制关键技术 破解机组运行稳定性难题

2025-10-31     新闻来源:电建水电开发公司 作者:王雪松

在大型水电机组运行体系中,宽负荷工况下的稳定性控制是保障发电效率与设备安全的核心环节,直接关系到机组长期可靠运行效能。传统监测控制模式依赖离线数据建模,难以实时适配宽负荷波动带来的复杂工况,常出现参数反馈滞后、稳定性调控不及时等问题,不仅限制机组运行效能的充分发挥,更可能因工况失衡引发设备故障风险,成为阻碍水电行业向智能化、高效化升级的共性难题。

面对这一行业痛点,中电建水电开发集团有限公司与多所知名高校、行业领军企业,组建跨领域产学研攻关团队。提出了用数值模拟与试验验证相结合的方法,采用DPM模型对试验河道模型进行固液两相分析,深度剖析大型水电机组宽负荷运行的动态特性,创新引入数字孪生技术,构建起“工况实时感知-动态仿真模拟-精准监测控制”的全链条技术体系,可精准还原机组在不同负荷下的运行状态,量化预测稳定性关键参数变化趋势。

该技术方案的核心创新集中于两点:一是打破产学研用协同壁垒,将高校的理论算法优势与企业的工程实践经验深度融合,推动数字孪生技术从实验室理论研究成功落地水电站现场应用,大幅提升稳定性监测的实时性与控制精度;二是建立动态调控闭环机制,基于数字孪生仿真数据实时优化监测控制参数,有效抵消宽负荷波动对机组稳定性的影响,从根本上解决传统静态控制难以适配复杂工况的问题,形成科学、可靠、高效的技术方案。

此次由公司参与攻关的《大型水电机组宽负荷运行稳定性数字孪生与监测控制关键技术及应用》成果,成功斩获中国机械工业联合会、中国机械工程学会联合颁布的省部级科技进步三等奖,标志着该技术获得行业权威认可,更填补了大型水电机组宽负荷运行中数字孪生监测控制与泥沙防控协同优化的行业技术空白。该成果不仅显著提升了大型水电机组宽负荷运行的稳定性与效率,更为水电行业破解同类技术难题提供了可复制、可推广的实践范例,为我国水电行业高质量发展注入关键技术动力。