(來源：微信大眾號”抽水蓄能技術交流“作者：chytsqjggs)

抽水蓄能電站的水泵水輪機既要作水輪機運轉、又要作水泵運轉，因為水道體系和機組自身流道引起一定的水頭丟失，使得水泵工況下水泵揚程必然大于上下庫的靜水位差，而發電時水輪機發電水頭小于靜水位差，這樣，單轉速水泵水輪機不可能一起滿意兩種工況的最優轉速條件。因為水泵工況無法經過控制導水葉開度來調節流量和輸入功率，水泵的高效區較窄，所以總是先以水泵工況為主進行水泵水輪機的水力設計，再用水輪機工況校核。因為水泵水輪機特性和引水體系水力丟失的原因，造成水輪機工況總是違背最優功率區運轉，即處于最優功率區以下的運轉水頭規模。一般來說，水泵水輪機的額外水頭選得越高，水輪機工況的高出力運轉規模就越接近最優功率區，也就越有利于機組參數的優化和安穩性的進步。一般狀況下，抽水蓄能機組的發電水頭可按滿發額外容量時最小的上、下水庫水位差減去相應的水頭丟失確認。從電站運轉效益來看，抽水蓄能電站以供給調峰容量效益為主。因而，額外水頭的挑選應在經濟合理的前提下，盡可能減少電站的受阻容量。

以某蓄能站為例，依據制造廠供給的轉輪特性曲線剖析，當水輪機的額外水頭為624m時，最小水頭出力為293MW，為機組額外出力的95.87%;額外水頭為632m時，最小水頭出力為288.8MW，為機組額外出力的94.36%;額外水頭為640m時，最小水頭出力為281.6MW，為機組額外出力的92%.跟著額外水頭由624m進步到632m和640m，水輪機額外水頭功率分別進步了0.6%，1%，最小水頭功率進步了0.6%和0.9%。由此能夠看出，挑選更高的額外水頭，各個水頭下的最優功率點向小出力方向偏移，也便是機組宣布部分出力時功率相對有所進步。另一方面，機組安穩性問題的發生，大多數狀況由機組過流部件水流壓力脈動而引起，這是水力機械發生振蕩的重要原因之一。在模型曲線能夠看出，越是違背最優設計工況，機組壓力脈動幅值越大。當機組的額外水頭進步時，機組在額外點宣布額外出力時導葉開度相對較小，轉輪出口水流散布均勻，在最優單位轉速時水流為法向出口，壓力脈動最小。但假如水泵水輪機實際的運轉水頭比最優工況水頭偏低，水輪機的單位轉速比最優單位轉速大，此刻轉輪出口有正的速度矩，發生尾水渦帶。當水輪機在低水頭工況運轉時，導葉開度進一步減小，尾水管的壓力脈動加大。進步水輪機的額外水頭后，水輪機作業點向最優單位轉速方向偏移，這能夠下降水輪機在最小水頭運轉時尾水管振蕩大的危險性。所以從機組運轉安穩性看，在一定規模內進步額外水頭對機組運轉安穩性有優點。

合理地挑選水泵水輪機水輪機工況額外水頭，應依據電站的水頭特性，以加權均勻水頭為根底，從確保機組安穩運轉動身，擬定不同計劃，剖析計算電站料想出力下降對電力體系的影響及機組參數的改變對電站出資的影響，經過技術經濟比較后確認。因而，水泵水輪機水輪機工況額外水頭的挑選，是一項涉及到多個方面的歸納性作業，一般來講，需要考慮以下幾方面的內容：電站的運轉方法、在體系中的作用和電力體系對機組運轉性能的要求;在電站正常運轉規模內，水泵水輪機要有較高的歸納功率;水泵水輪機的水力設計合理，水輪機工況和水泵工況參數能合理匹配;水輪機工況在低水頭和部分負荷條件下應能夠安穩運轉，并能安穩地并入電網;在一個作業周期內，發電工況和抽水工況基本上到達水量平衡。

從收集到的其他國家電站資料來看，額外水頭一般多在算術均勻水頭鄰近。國內外抽水蓄能電站最高水頭與額外水頭的比值一般小于等于1.1。依據對國外102座抽水蓄能電站的計算，有66座抽水蓄能電站的額外水頭高于管用均勻水頭，17座抽水蓄能電站額外水頭與管用均勻水頭相同，19座抽水蓄能電站額外水頭低于管用均勻水頭。而低于管用均勻水頭的抽水蓄能電站都是水頭變幅較小的。從機組運轉安穩性考慮，對于水頭變幅較大的抽水蓄能電站，額外水頭不宜小于算術均勻水頭;對于水頭變幅較小的抽水蓄能電站，額外水頭可略低于加權均勻水頭和算術均勻水頭。從機組運轉功率視點考慮，額外水頭越高，加權均勻功率越高。從經濟性剖析，跟著額外水頭的舉高，首要水機設備出資減少。

綜上所述，從電站機組運轉安穩性、容量效益、經濟性等方面歸納剖析，確認抽水蓄能電站額外水頭。