国际小水电联合会“云上小水电讲堂”的第十一期直播邀请到李正贵教授作《低水头水轮机研究现状及优化运行技术》的演讲。演讲分为“低水头贯流式水轮机及最新发展情况”、“低水头贯流式水轮机运行现状及关键技术问题”、“关于低水头贯流式水轮机今后的几点想法”三个部分。
贯流式水轮机的特性及先天局限性使效率与稳定性的问题更为突出，实际上是一个最优协联关系的问题。协联关系不正确是目前低水头灯泡机组普遍存在的问题，有设计制造的原因（从设计角度仅仅对水轮机模型）；有运行参数的问题（上游水位参数、尾水位参数、运行方式优化参数（各台机组流量分配），水库运行调度（上游来水变化）都会影响到水轮机内部流场的变化，而流场的效率不能最高，流场不稳定，实际上就是水轮机协联不正确）。
协联关系不正确：效率降低2～8％，检修周期缩短2～3年。
图1 影响协联关系的几个因素
（1）最优协联关系与优化运行区域
通过研究得到低水头贯流水轮机组最优协联关系模型，得到水轮机最优运行区域与方式，为电站的实际运行提供精细化方案，已经在多个贯流电站应用，取得了良好的效果。
图3 机组最优运行区域
图4 机组最优运行方式
（2）贯流机组固液两相流研究
揭示贯流式水轮机全流道泥沙颗粒体积分数与壁面摩檫磨损的规律、关系，提出控制策略，为高泥沙河流水轮机运行方式提供科学支撑。
图5 泥沙粒径与内部流动特性云图
（3）贯流水轮机间隙流动研究
研究得到转轮间隙与水轮机能量特性、机组稳定性的关系，为贯流式水轮机的设计、安装、运行提供参考依据。
图6 间隙流云图
图7 运行中的虚拟现实与孪生技术
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