Publication

On the prediction of the induced damage by the start-up sequence of Francis turbines: On operational resilience framework

Résumé

The number of transient operations in hydraulic machinery connected to power grid, notably start-ups and shut-downs, has observed a substantial increase in recent decades, primarily driven by the global shift toward intermittent renewable energy sources. Simultaneously, advancements in MW power converter technology and its cost-effectiveness have altered the operational paradigms of hydropower plants. These transformations offer novel opportunities for asset management within the industry. This study introduces a new method aimed at forecasting stress during start-up procedures, leveraging steady-state measurements acquired from a reduced scale model of the hydraulic turbine. Through a dedicated modular telemetry measurement system and the integration of strain gauges onto the reduced-scale runner blades, a tool is devised to predict dynamic loads characteristic of these transient operations. Utilizing steady-state measurements and a Voronoi cell tessellation, the transient predicted stress signal is constructed by concatenating the information from each encountered cell, thus providing an estimated projection of the stress likely to occur during the sequence. The proposed methodology demonstrates a robust forecast of the stresses on the runner blades during steady-state and transient operations of Francis turbines. Its immediate value lies in the ability to correctly estimate the lifetime of the runner as well as the possible integration into an optimization framework for stress reduction, thereby potentially extending the operational lifespan of the unit, from the runner structure perspectives.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (34)
Turbine hydraulique
Une turbine hydraulique est une machine tournante qui produit une énergie mécanique à partir d'eau en mouvement (cours d'eau ou marée) ou potentiellement en mouvement (barrage). Elle constitue le composant essentiel des centrales hydroélectriques destinées à produire de l'électricité à partir d'un flux d'eau. Elle a été inventée par Benoît Fourneyron en 1832, qui installa sa première machine à Pont-sur-l'Ognon. vignette|droite|Turbine hydraulique et générateur électrique, vue en coupe.
Variable renewable energy
Variable renewable energy (VRE) or intermittent renewable energy sources (IRES) are renewable energy sources that are not dispatchable due to their fluctuating nature, such as wind power and solar power, as opposed to controllable renewable energy sources, such as dammed hydroelectricity or biomass, or relatively constant sources, such as geothermal power. The use of small amounts of intermittent power has little effect on grid operations. Using larger amounts of intermittent power may require upgrades or even a redesign of the grid infrastructure.
Énergie renouvelable
Les énergies renouvelables (parfois abrégées EnR) proviennent de sources d'énergie dont le renouvellement naturel est assez rapide pour qu'elles puissent être considérées comme inépuisables à l'échelle du temps humain. Elles proviennent de phénomènes naturels cycliques ou constants induits par les astres : le Soleil essentiellement pour la chaleur et la lumière qu'il produit, mais aussi l'attraction de la Lune (marées) et la chaleur engendrée par la Terre (géothermie).
Afficher plus
Publications associées (38)

Discretization Uncertainties of Flow and Fatigue Damage Simulations of a Reversible Francis Pump-Turbine at Off-Design Operation in Turbine Mode

Drazen Dujic, Daniel Biner, Philippe Alexandre Bontemps

In the framework of the XFLEX HYDRO H2020 European Project, a 5 MW reversible Francis pump-turbine prototype, equipped with an industrial full size frequency converter, is investigated to demonstrate enhanced grid regulation capacities of variable speed hy ...
SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG2022

Optimal CAM Computation of Kaplan Turbines Accounting for Wear and Tear Originated by Frequency Control

Mario Paolone, Elena Vagnoni, Francesco Gerini

Nowadays, the importance of providing frequency stability to power systems with hydropower units is significantly increasing due to the growing proportion of volatile renewable energy sources. However, the provision of such services, as frequency containme ...
IEEE2021

Improving frequency containment reserve provision in run-of-river hydropower plants

Mario Paolone, Elena Vagnoni, Francesco Gerini

The paper presents a model-based control strategy for optimal asset management of hydroelectric units in run-of-river hydropower plants. The proposed control strategy aims to operate the unit at the best efficiency while improving water flow management and ...
2021
Afficher plus
MOOCs associés (9)
SES Swiss-Energyscope
La transition énergique suisse / Energiewende in der Schweiz
Introduction à l'immunologie (part 1)
Ce cours décrit les mécanismes fondamentaux du système immunitaire pour mieux comprendre les bases immunologiques dela vaccination, de la transplantation, de l’immunothérapie, de l'allergie et des mal
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.