CN111749841B - 用于抽蓄机组动特性实验的上游恒压水箱系统及控制方法 - Google Patents

用于抽蓄机组动特性实验的上游恒压水箱系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于抽蓄机组动特性实验的上游恒压水箱系统及控制方法。该系统由上游恒压水箱、供水管道、引水管道、支撑装置、泄水管道、高压气装置、电磁流量计、压力传感器以及机组监控系统等设备与仪器组成。本发明适用于模型试验水头在100m以内的抽水蓄能电站上游水库水位的模拟，以及水电站水位变幅较大的上游水库水位的模拟，便于开展抽水蓄能电站/水电站大波动、小波动、水力干扰等过渡过程及其他相关问题的模型实验研究。

Description

用于抽蓄机组动特性实验的上游恒压水箱系统及控制方法
技术领域
本发明属于抽水蓄能电站模型实验技术领域，具体的是指一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统及其控制方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展和现代电网规模的不断扩大，抽水蓄能电站因其调峰填谷、调频调相、事故备用及黑启动等方面的巨大作用，而成为了现代电网中不可或缺的重要组成部分。目前我国抽水蓄能电站建设方兴未艾，可变速抽水蓄能机组以及相关的动态特性与控制策略的研究也在积极的推动之中。为了解决研究中关键技术问题，尤其是危及抽水蓄能电站安全稳定运行的过渡过程、机组动态特性，必须要开展抽水蓄能电站及机组动态特性模型实验。
抽水蓄能电站及机组动态特性模型实验台的基本要求之一，就是要提供100m水头的上游恒压压力(水位)，满足上游水箱压力不随实验工况流量变化而变化。目前国内外类似的模型实验台主要分为两类：①以我国哈电、东电及VOITH、ALSTOM等企业及瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)、挪威科技大学(NTNU)、中国水利水电科学研究院等院所为代表的开展水轮机/水泵水轮机静态特性的模型实验台，该实验台工作水头通常在100m左右，上游水箱设计成承压式卧式压力罐(见图7)，但静态特性实验不考虑机组引用流量快速改变，也不考虑抽水蓄能电站输水系统的水流惯性，故不存在过渡过程实验中维持上游恒压压力(水位)的需求；②以武汉大学为代表的针对水电站/抽水蓄能电站过渡过程研究建设模型实验台，该类实验台工作水头较低，在3～15m水柱范围之内，故上游水箱可以设计成开敞式，其水位恒定靠设置在上游水箱的平水槽、补水管和泄水管道自动平衡，但恒定水位的精度较低，在发电甩负荷工况、抽水断电工况存在±0.1m左右的波动。而抽水蓄能电站及机组动态特性实验台，要提供100m的水头工作，上游开敞式水箱是实验室条件下是无法实现的，只能设计成承压式上游水箱。但如何保证承压式上游水箱的压力(水位)不随实验工况流量变化而变化，并具有较高的精度，是建成抽水蓄能电站及机组动态特性实验台一个亟待解决关键问题之一。
发明内容
为了开展抽水蓄能电站及机组动态特性的实验研究，本发明提出了一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统及其控制方法。该系统能提供100m水头的上游恒压压力(水位)，满足上游水箱压力不随实验工况流量变化而变化的要求，保证抽水蓄能电站及机组动态特性实验的可靠性和精确性。本发明即一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，该系统在抽水蓄能电站及机组动态特性实验时，提供不随实验工况流量变化而变化的上游恒压水位，以便精确地开展抽水蓄能电站过渡过程实验研究，可变速抽水蓄能机组动态特性实验研究，以及其他相关科学问题与关键技术的实验研究。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，其特征在于：
包括上游恒压水箱、泄水管道、供水管道、引水管道、高压气装置、多个电磁流量计、控制室以及机组监控系统；
所述上游恒压水箱用于储蓄水体，其容积大于引用流量乘100秒；所述上游恒压水箱由两个同体积的卧式压力罐连通而成；所述上游恒压水箱设有六个进出水孔，前侧为两个供水孔，通过三叉管与供水管道相连接；后侧为两个泄水孔，通过三叉管与泄水管道相连接；底部为两个引水孔，通过Y形岔管与抽水蓄能电站上游主管道连接，以实现水轮机发电机组的正常发电工况、抽水工况以及各种过渡过程工况中水流的运动；
所述两个卧式压力罐内部均装设有与高压气装置连接的气囊用以稳定卧式压力罐的压力，并由高压气装置设定恒压的大小，以模拟实际电站的上游水库水位；高压气管道中串联有若干调节阀，以调整气囊的气压，满足抽水蓄能电站模型实验的要求；
所述上游恒压水箱中还设有压力传感器，所述多个电磁流量计分别安装在供水管道中和引水管道中用以为机组监控系统提供输入信息；
所述机组监控系统装置于控制室中；所述机组监控系统依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，控制供水管道中的电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中的电动阀门的开度，从而达到供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游恒压水箱较稳定恒压的目的。
作为优选方案，所述两个体积相同的卧式压力罐1通过腰部管口连接；所述卧式压力罐的结构为罐状体；所述罐状体的中间为圆筒，罐状体左右两端为球形压盖；所述卧式压力罐按压力容器设计，承压不小于100m水柱；
所述卧式压力罐的罐状体前后各设有一个封头，罐状体前后的封头上分别设有供水管口和进出水口；
所述罐状体下方设有排污口和出水口；
所述罐状体顶部分别装设有压力表计、排气阀、进气阀、辅助进气孔、压力破坏阀和备用孔；
还包括钢架支撑、操作平台、排污管、排气管、高压气管道、进气管、储气罐；
所述排污口与排污管连接，用以排污；所述出水口与引水管道连接，给水轮机发电机组提供实验用水；
所述进气阀和辅助进气孔下端与气囊连接，所述气囊位于罐状体内部；所述引水管道靠近水轮机发电机组的一段上串联有伸缩节、电磁流量计和球阀；所述排气阀与排气管连接，用于排出气囊中的气体；所述罐状体下方设有两个鞍座；
与前面封头连接的供水管口通过供水管道进口与供水管道连接；所述供水管道中装设有变频水泵、电动阀门、逆止阀和电磁流量计；
与后面封头连接的进出水口通过泄水管道出口与泄水管道连接；所述泄水管道中装设有电动阀门，弃水通过泄水管道进入排水沟；
所述两个气囊由空气压缩机提供气压，具体为：所述空气压缩机给储气罐充气加压，空气压缩机与储气罐之间设有干燥机，用以除去空气中的水分；所述储气罐通过高压气管道由进气管给气囊供气，所述进气管与安装在卧式压力罐1顶部的进气阀连接；
所述高压气管道中串联有减压阀、压力表计与阀门；所述阀门可以调整气囊的气压，满足抽水蓄能电站模型实验的要求；
所述两个卧式压力罐由钢架支撑提供支撑，所述罐状体底部的鞍座固定于操作平台上；所述操作平台四周设有围栏。
第二方面，本发明提供一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统的控制方法，其特征在于：利用如上所述的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，具体包括如下步骤：
1)启动如上述的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统；
2)依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，以及安装在上游恒压水箱的压力传感器和分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计提供输入信息，所述机组监控系统判别机组运行工况；
3)经分析运算，所述机组监控系统输出相关信息，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度；
通过以上三个步骤，上游恒压水箱系统可以控制任何工况下供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，从而维持上游上游恒压水箱较稳定的恒压，使该恒压不随实验工况流量变化而变化；
被控水流需要同时满足以下两个实验条件：
H＝const (1)；
Q供＝Q用+Q泄 (2)；
式中：H-----实验所需水头，不同工况下，为不同的常数；
Q供-----变频泵提供的供水管道流量；
Q用-----引水管道的引水流量，用于抽水蓄能机组发电或抽水；
Q泄-----上游恒压水箱泄水管道的下泄流量；
所述变频泵通过改变转速，改变其扬程和流量的关系曲线；改变供水管道电动阀门开度，将改变供水管道的阻力曲线；上述两条曲线的交点就是供水管道提供的扬程和流量；
在正常发电工况下，供水管道提供的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量略等于机组的引用流量，多余的流量由泄水管道下泄，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
①在正常抽水工况下，供水管道不供水，由机组抽水经引水管道至上游恒压水箱，此时机组的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量为正常抽水工况所需的流量，该流量完全由泄水管道下泄，同样，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
②在发电甩负荷工况下，机组引用流量在1～2秒时间内迅速减到0；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速减小供水管道提供的流量，加大泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足；
③在抽水断电工况下，机组抽水流量在1～2秒时间内迅速减到0，随后在引水管道中反向流动；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速打开供水管道电动阀门的开度提供的流量，减小泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足。
本方案中，上游恒压水箱系统由上游恒压水箱、供水管道、引水管道、支撑装置、泄水管道、高压气装置、电磁流量计、压力传感器以及机组监控系统等设备与仪器组成。
该系统控制特征是：上游恒压水箱用于储蓄水体，其容积通常大于引用流量乘100秒，上游恒压水箱中安放了与高压气装置连接的气囊，气囊的作用是稳定卧式压力罐的压力，并由高压气装置设定恒压的大小，以模拟实际电站的上游水库水位。为了能在较长时间内维持上游恒压水箱的恒压，辅以由机组监控系统依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度，从而达到供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游恒压水箱较稳定恒压的目的。安装在上游恒压水箱的压力传感器以及分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计为机组监控系统提供输入信息。
该系统结构特征是：上游恒压水箱由两个同体积的卧式压力罐连通而成，两个卧式压力罐底孔采用三叉管与模型抽水蓄能机组的上游管道连接，以实现该机组的正常发电工况、抽水工况以及各种过渡过程工况中水流的运动；两个卧式压力罐前后各有两个侧孔，分别由三叉管与供水管道、泄水管道连接。而供水管道中装有变频泵、电动阀门和电磁流量计等设备仪器，用于控制供水流量和压力；泄水管道中装有电动阀门，用于控制泄水流量。
该系统由上游恒压水箱、供水管道、引水管道、泄水管道、高压气装置、电磁流量计、压力传感器以及机组监控系统等设备与仪器组成。上游恒压水箱的作用是储蓄水体，其容积通常大于引用流量乘100秒，上游恒压水箱中安放了与高压气装置连接的气囊，气囊的作用是稳定卧式压力罐的压力，并由高压气装置设定恒压的大小，以模拟实际电站的上游水库水位。但在抽水蓄能机组发电、抽水等大波动过渡过程中，单靠气囊难以维持较长时间内的恒压。于是需要由机组监控系统依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度，达到供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游恒压水箱较稳定的恒压。安装在上游恒压水箱的压力传感器以及分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计为机组监控系统提供输入信息。
本发明适用于模型试验水头在100m以内的抽水蓄能电站上游水库水位的模拟，以及水电站水位变幅较大的上游水库水位的模拟，便于开展抽水蓄能电站/水电站大波动、小波动、水力干扰等过渡过程及其他相关问题的模型实验研究。
本发明的优点及有益效果如下：
(1)本发明可以用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台，是实现该实验台功能必不可少的基础装置，是国内外从未有过的实验装置及实验台；
(2)本发明可以模拟恒定的上游水库水位，为抽水蓄能电站及机组动态特性模型实验台提供100m水柱以内的实验水头；
(3)本发明为承压式恒压水箱，同样可用于有类似需求的实际工程和实验台，提供不随工况引用流量变化而变化的恒压水源。
附图说明
图1上游恒压水箱系统的主体结构示意图；
图2变频泵特性曲线及供水管道阻力曲线；
图3本发明上游恒压水箱支撑前视示意图；
图4本发明上游恒压水箱支撑后视示意图；
图5本发明上游恒压水箱卧式压力罐结构示意图；
图6本发明高气压装置布置示意图。
图7水轮机/水泵水轮机静态特性实验台(承压式卧式压力罐)；
图中：1.卧式压力罐，2.供水管道进口，3.泄水管道，4.供水管道，5.引水管道，6. 泄水管道的电动阀门，7.高压气装置，8.排水沟，9.逆止阀，10.伸缩节，11.电磁流量计，12. 球阀，13.水轮机发电机组，14.控制室，15.供水管道的电动阀门，16.变频水泵；17.泄水管 道出口，18.钢架支撑，19.操作平台，20.围栏，21.高压气管道，22.进气阀；23.罐状体，24. 封头，25.鞍座，26.供水管口，27.进出水口，28.排污口，29.出水口，30.辅助进气孔，31.排 气阀，32.压力破坏阀，33.备用孔，34.压力表计，35.气囊；36.排气管，37.进气管，38.排污 管，39.阀门，40.减压阀，41.储气罐，42.干燥机，43.空气压缩机，44.可变速发电机，45.水 泵水轮机，46.辅助泵，47.冲孔板，48.尾水箱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。
如图1所示的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统(简称上游恒压水箱系统)，该系统由上游恒压水箱、供水管道、引水管道、支撑装置、泄水管道、高压气装置、电磁流量计、压力传感器以及机组监控系统等设备与仪器组成。
本实施例的系统结构设计如下：
1)上游恒压水箱由两个同体积的卧式压力罐连通而成，卧式压力罐为罐状体，中间为圆筒，左右两端为球形压盖，两个卧式压力罐通过腰部管口连接。如图3、图4所示，上游恒压水箱设有六个进出水孔，前侧为两个供水孔，通过三叉管与供水管道相连接，后侧为两个泄水孔，通过三叉管与泄水管道3相连接，底部为两个引水孔，通过Y形岔管与抽水蓄能电站上游主管道连接。
2)如图6所示，高压气装置包含了空气压缩机、干燥机、储气罐、压力气管和调节阀。高压气装置为卧式压力罐提供压力。卧式压力罐顶部装设有与两个气囊与高压气装置连接的进气阀、排气阀、压力破坏阀、压力表与压力传感器，两个气囊由空气压缩机提供气压，空气压缩机给储气罐充气加压，储气罐通过高压气管道与安装在卧式压力罐顶部的进气阀连接，高压气管道中串联若干调节阀，以调整气囊的气压。
3)如图1所示，供水管道中装有变频泵、电动阀门和电磁流量计等设备仪器，用于控制供水流量和压力。泄水管道3中装有电动阀门，用于控制泄水流量。
4)如图6所示，两个卧式压力罐由钢架支撑结构固定，并提供一定的工作水头。
在本实施例中，上游恒压水箱用于储蓄水体，其容积通常大于引用流量乘100秒，每个压力罐中都安放了与高压气装置连接的气囊，气囊的作用是稳定卧式压力罐的压力，并由高压气装置设定恒压的大小，以模拟实际电站的上游水库水位。但在抽水蓄能机组发电、抽水等大波动过渡过程中，单靠气囊难以维持较长时间内的恒压。为了能在较长时间内维持上游恒压水箱的恒压，机组监控系统依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度，从而达到供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游恒压水箱较稳定恒压的目的。安装在上游恒压水箱的压力传感器以及分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计为机组监控系统提供输入信息。
上述系统控制方法如下：
机组监控系统判别机组运行工况，依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，以及安装在上游恒压水箱的压力传感器和分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计提供输入信息，经分析运算，输出相关信息，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度，从而达到任何工况下供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游上游恒压水箱较稳定的恒压，使该恒压不随实验工况流量变化而变化。
具体步骤如下：
步骤1：启动用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统；
步骤2：依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，以及安装在上游恒压水箱的压力传感器和分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计提供输入信息，机组监控系统判别机组运行工况；
步骤3：经分析运算，机组监控系统输出相关信息，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度。
通过以上三个步骤，上游恒压水箱系统可以控制任何工况下供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，从而维持上游上游恒压水箱较稳定的恒压，使该恒压不随实验工况流量变化而变化；
被控水流需要同时满足以下两个实验条件：
H＝const (1)；
Q供＝Q用+Q泄 (2)；
式中：H-----实验所需水头，不同工况下，为不同的常数；
Q供-----变频泵提供的供水管道流量；
Q用-----引水管道的引水流量，用于抽水蓄能机组发电或抽水；
Q泄-----上游恒压水箱泄水管道的下泄流量；
本例中变频泵通过改变转速，改变其扬程和流量的关系曲线；改变供水管道电动阀门开度，将改变供水管道的阻力曲线；上述两条曲线的交点就是供水管道提供的扬程和流量；
在正常发电工况下，供水管道提供的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量略等于机组的引用流量，多余的流量由泄水管道下泄，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
①在正常抽水工况下，供水管道不供水，由机组抽水经引水管道至上游恒压水箱，此时机组的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量为正常抽水工况所需的流量，该流量完全由泄水管道下泄，同样，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
②在发电甩负荷工况下，机组引用流量在1～2秒时间内迅速减到0；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速减小供水管道提供的流量，加大泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足；
③在抽水断电工况下，机组抽水流量在1～2秒时间内迅速减到0，随后在引水管道中反向流动；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速打开供水管道电动阀门的开度提供的流量，减小泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足。

Claims (3)

1.一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，其特征在于：
包括上游恒压水箱、泄水管道(3)、供水管道(4)、引水管道(5)、高压气装置(7)、多个电磁流量计(11)、控制室(14)以及机组监控系统；
所述上游恒压水箱用于储蓄水体，其容积大于引用流量乘100秒；所述上游恒压水箱由两个同体积的卧式压力罐(1)连通而成；所述上游恒压水箱设有六个进出水孔，前侧为两个供水孔，通过三叉管与供水管道(4)相连接；后侧为两个泄水孔，通过三叉管与泄水管道(3)相连接；底部为两个引水孔，通过Y形岔管与抽水蓄能电站上游主管道连接，以实现水轮机发电机组(13)的正常发电工况、抽水工况以及各种过渡过程工况中水流的运动；
所述两个卧式压力罐(1)内部均装设有与高压气装置(7)连接的气囊(35)用以稳定卧式压力罐(1)的压力，并由高压气装置(7)设定恒压的大小，以模拟实际电站的上游水库水位；高压气管道中串联有若干调节阀，以调整气囊(35)的气压，满足抽水蓄能电站模型实验的要求；
所述上游恒压水箱中还设有压力传感器，所述多个电磁流量计(11)分别安装在供水管道(4)中和引水管道(5)中用以为机组监控系统提供输入信息；
所述机组监控系统装置于控制室(14)中；所述机组监控系统依据机组引用流量的变化及卧式压力罐(1)压力的变化，控制供水管道(4)中的电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道(3)中的电动阀门的开度，从而达到供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，以维持上游恒压水箱较稳定恒压的目的。
2.根据权利要求1所述的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，其特征在于：所述两个体积相同的卧式压力罐(1)通过腰部管口连接；所述卧式压力罐(1)的结构为罐状体(23)；所述罐状体(23)的中间为圆筒，罐状体(23)左右两端为球形压盖；所述卧式压力罐(1)按压力容器设计，承压不小于100m水柱；
所述卧式压力罐(1)的罐状体(23)前后各设有一个封头(24)，罐状体(23)前后的封头(24)上分别设有供水管口(26)和进出水口(27)；
所述罐状体(23)下方设有排污口(28)和出水口(29)；
所述罐状体(23)顶部分别装设有压力表计(34)、排气阀(31)、进气阀(22)、辅助进气孔(30)、压力破坏阀(32)和备用孔(33)；
还包括钢架支撑(18)、操作平台(19)、排污管(38)、排气管(36)、高压气管道(21)、进气管(37)和储气罐(41)；
所述排污口(28)与排污管(38)连接，用以排污；所述出水口(29)与引水管道(5)连接，给水轮机发电机组(13)提供实验用水；
所述进气阀(22)和辅助进气孔(30)下端与气囊(35)连接，所述气囊(35)位于罐状体(23)内部；所述引水管道(5)靠近水轮机发电机组(13)的一段上串联有伸缩节(10)、电磁流量计(11)和球阀(12)；所述排气阀(31)与排气管(36)连接，用于排出气囊(35)中的气体；所述罐状体(23)下方设有两个鞍座(25)；
与前面封头(24)连接的供水管口(26)通过供水管道进口(2)与供水管道(4)连接；所述供水管道(4)中装设有变频水泵(16)、电动阀门、逆止阀(9)和电磁流量计(11)；
与后面封头(24)连接的进出水口(27)通过泄水管道出口(17)与泄水管道(3)连接；所述泄水管道(3)中装设有电动阀门，弃水通过泄水管道(3)进入排水沟(8)；
所述两个气囊(35)由空气压缩机(43)提供气压，具体为：所述空气压缩机(43)给储气罐(41)充气加压，空气压缩机(43)与储气罐(41)之间设有干燥机(42)，用以除去空气中的水分；所述储气罐(41)通过高压气管道(21)由进气管(37)给气囊(35)供气，所述进气管(37)与安装在卧式压力罐(1)顶部的进气阀(22)连接；
所述高压气管道(21)中串联有减压阀(40)、压力表计(34)与阀门(39)；所述阀门(39)可以调整气囊(35)的气压，满足抽水蓄能电站模型实验的要求；
所述两个卧式压力罐(1)由钢架支撑(18)提供支撑，所述罐状体(23)底部的鞍座(25)固定于操作平台(19)上；所述操作平台(19)四周设有围栏(20)。
3.一种用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统的控制方法，其特征在于：利用如权利要求1或2所述的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统，具体包括如下步骤：
1)启动如权利要求1或2所述的用于抽水蓄能电站及机组动态特性实验台的上游恒压水箱系统；
2)依据机组引用流量的变化及卧式压力罐压力的变化，以及安装在上游恒压水箱的压力传感器和分别安装在供水管道中和引水管道中的电磁流量计提供输入信息，所述机组监控系统判别机组运行工况；
3)经分析运算，所述机组监控系统输出相关信息，控制供水管道中电动阀门的开度及变频泵的转速，控制泄水管道中电动阀门的开度；
通过以上三个步骤，上游恒压水箱系统可以控制任何工况下供水流量、引水流量和泄水流量之间的平衡，从而维持上游上游恒压水箱较稳定的恒压，使该恒压不随实验工况流量变化而变化；
被控水流需要同时满足以下两个实验条件：
H＝const (1)；
Q供＝Q用+Q泄 (2)；
式中：H-----实验所需水头，不同工况下，为不同的常数；
Q供-----变频泵提供的供水管道流量；
Q用-----引水管道的引水流量，用于抽水蓄能机组发电或抽水；
Q泄-----上游恒压水箱泄水管道的下泄流量；
所述变频泵通过改变转速，改变其扬程和流量的关系曲线；改变供水管道电动阀门开度，将改变供水管道的阻力曲线；上述两条曲线的交点就是供水管道提供的扬程和流量；
在正常发电工况下，供水管道提供的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量略等于机组的引用流量，多余的流量由泄水管道下泄，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
①在正常抽水工况下，供水管道不供水，由机组抽水经引水管道至上游恒压水箱，此时机组的扬程等于发电所需的上游恒压水位，流量为正常抽水工况所需的流量，该流量完全由泄水管道下泄，同样，泄水管道中的电动阀门根据恒压水位的高低及下泄流量的大小，调整开度；
②在发电甩负荷工况下，机组引用流量在1～2秒时间内迅速减到0；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速减小供水管道提供的流量，加大泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足；
③在抽水断电工况下，机组抽水流量在1～2秒时间内迅速减到0，随后在引水管道中反向流动；为了维持上游水箱压力的恒定，必须快速打开供水管道电动阀门的开度提供的流量，减小泄水管道下泄的流量，使上述两个实验条件(1)和(2)得到满足。
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