ICS 27.140 P 59 江 DB32 苏 省 地 方 标 准 DB32/T 3983-2021 泵站反向发电技术规范 Technical specification for reverse power generation of pumping station 2021-02-03 发布 江苏省市场监督管理局 2021-03-03 实施 发布 DB32/T 3983-2021 目 次 前言 ............................................................................... II 1 范围 ............................................................................ 1 2 规范性引用文件 .................................................................. 1 3 术语和定义 ...................................................................... 1 4 一般规定 ........................................................................ 2 5 水能条件分析 .................................................................... 2 6 水力性能测试 .................................................................... 2 7 发电方式选择 .................................................................... 3 8 发电安全评估 .................................................................... 3 9 发电功能实现 .................................................................... 4 10 经济指标分析 ................................................................... 4 11 发电启动验收 ................................................................... 4 12 发电工况运行 ................................................................... 5 附录 A（资料性附录）泵站反向发电典型主接线 ......................................... 6 I DB32/T XXXX—2020 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。 本文件由江苏省水利厅提出并归口。 本文件起草单位：江苏省水力发电工程学会、江苏省河道管理局、扬州大学电气与能源动 力工程学院、江苏省骆运水利工程管理处、南水北调东线江苏水源有限责任公司、江苏省水利 勘测设计研究院有限公司。 本文件主要起草人：问泽杭、王震球、王岩、莫兆祥、赫邵鹏、陆范彪、蔡付林、陈卫东、 王朝俊、刘劲松、杨淮、莫岳平、张仁田、黄海田。 II DB32/T 3983-2021 泵站反向发电技术规范 1 范围 本文件规定了泵站反向发电的水能条件分析、水力性能测试、发电方式选择、发电安全评 估、发电功能实现、经济指标分析、发电启动验收、发电工况运行等。 本文件适用于现有泵站增加或改造反向发电功能、新建泵站配置反向发电功能的设计、施 工，具有反向发电功能泵站的发电运行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文本必不可少的条款。其中，注日期的引 用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的 修改单）适用于本文件。 GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波 GB/T 15613.1 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验 GB/T 20043 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程 GB/T 30948 泵站技术管理规程 GB 50071 小型水力发电站设计规范 GB 50265 泵站设计规范 GB/T 51033 水利泵站施工及验收规范 DL/T 751 水轮发电机运行规程 SL 168 小型水电站建设工程验收规程 SL 172 小型水电站施工技术规范 SL 223 水利水电建设工程验收规程 SL 316 泵站安全鉴定规程 DB32/T 2334.3 水利工程施工质量检验与评定规范 第 3 部分 金属结构与水力机械 DB32/T 2334.4 水利工程施工质量检验与评定规范 第 4 部分 电气设备与自动化 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 泵站反向发电 reverse power generation at pumping station 利用水能使水泵反转运行于水轮机工况，驱动电机发电，产生的电能通过变频并网或直接 并网的方式接入公共电网。 3.2 变频机组 2 synchronous generators based variable-frequency drive 通过同轴的 2 台极对数不相同的同步电机，将低于工频的电能转换成工频电能的装置。 1 DB32/T 3983—2021 3.3 水力性能测试 test of hydraulic performance 对水泵机组原型或模型进行水力性能及特性检测的过程，包括能量（或效率）试验、空化 试验、飞逸试验、稳定性试验和动力特性试验等。 4 一般规定 4.1 反向发电应利用既有设备和设施，提高水能资源的利用效率，满足安全、经济、环保的 要求。 4.2 反向发电应不影响泵站功能的发挥，不明显降低泵站的抽水效率，不影响泵站水工建筑 物的安全。 4.3 发电水能条件较好，且年抽水运行小时数较少的新建泵站，水泵选型时可选择发电性能 较好的水力模型。 4.4 反向发电的设计应符合 GB 50265、GB 50071 的规定，施工应符合 GB/T 51033、SL 172 的规定。 4.5 反向发电的运行应符合 GB/T 30948、DL/T 751 的规定，并制定发电操作规程和安全运行 规程等规章制度，对运行管理人员进行培训。 4.6 反向发电应采用技术成熟可靠、自动化程度高的设备。 4.7 电力接入系统方案应获得行业主管部门、电力企业的认可。 4.8 反向发电用水应获得行业主管部门的许可。 5 水能条件分析 5.1 反向发电用水应主要利用泄洪排水、灌溉供水。 5.2 水文水资源分析应以泵站上下游或相关流域实测水文资料为基础，主要包括泵站所在河 道、湖泊的特征水位，可供发电的水头、水量和流量，多年平均发电量，年利用小时数等。 5.3 反向发电的最低水头宜大于 2 m，最小发电流量宜大于泵站总发电流量的 50%。 5.4 水能条件分析时，应分析发电对河道工程、河道生态的影响。 6 水力性能测试 6.1 水力性能测试按照 GB/T 20043、GB/T 15613.1 的规定进行。 6.2 水力性能测试根据泵站具体条件采用不同的试验方式。改造的泵站，宜进行模型试验测 试，单机发电容量在 800 kW 以下可进行现场测试；新建的泵站，发电工况性能试验应结合水 泵模型试验一并进行。 6.3 水力性能测试内容包括最大、最小、平均水头下的发电出力，单位转速、单位流量、飞 逸转速、发电效率，发电工况下空蚀性能、水力脉动、机组运行稳定性等。 6.4 根据模型试验结果，反向发电最优转速可按公式（1）确定： nT  n11 H TT D1 式中： nT -反向发电最优转速（r/min）； 2 ……………………………………………（1） DB32/T 3983-2021 n11 -单位转速（r/min）； H T -平均水头（m）； T -发电效率； D1 -水泵叶轮直径（m）。 6.5 反向发电最优转速也可通过现场试验测试确定；不具备模型和现场试验测试条件的，最 优转速可按公式（2）估算： nT  T P nP HT HP ……………………………………（2） 式中： n P -水泵工况转速（r/min）； nT -水轮机工况转速（r/min）；  P -水泵工况水力效率； T -水轮机工况水力效率； H P -水泵设计扬程（m）； H T -水轮机工作水头（m）。 7 发电方式选择 7.1 反向发电可采用电子变频器变频、变频机组变频、电机变极、同转速等方式，电子变频 器发电典型电气接线图见附录 A.1，变频机组发电典型电气接线图见附录 A.2、变频机组示意 图见附录 A.3。 7.2 反向发电方式根据平均发电水头、水泵类型及调节方式、电机型式等因素确定。 7.3 平均发电水头大于等于泵站设计扬程 75%、且水泵叶片角度全调节，宜选用同转速发电 方式；小于泵站设计扬程 75%，宜选用变频或变速发电方式。 7.4 发电水头相对稳定，且水泵叶片角度全调节，宜选用变频机组变频发电方式，或选用电 机变极发电方式；水头变幅较大，宜选用电子变频器变频发电方式。 8 发电安全评估 8.1 泵站增加或改造反向发电功能，应对水工建筑物、主机组、电气设备、金属结构等设施 进行安全评估；新建泵站配置反向发电功能，应对发电安全进行专项设计。 8.2 泵站按照 SL 316 鉴定为四类的，或机电设备、金属结构鉴定为三类的，不应增加反向发 电功能。 8.3 抽水工况下机组有明显振动，水泵的水力性能、稳定性能、空蚀性能较差，下游的消能 设施不满足发电要求，不应增加反向发电功能。 3 DB32/T 3983—2021 8.4 8.5 9 泵站上游应有拦污设施和防止人畜落水的安全防护设施。 泵站管理单位的技术力量和能力，应满足发电安全运行的要求。 发电功能实现 9.1 主机组的机械紧固件、水泵叶片调节机构连接件等应有适应长期反转运行的措施。 9.2 电机的轴承、冷却装置应适应发电运行要求，必要时应采取附加冷却措