随着我国经济建设快速发展，工业用电的需求量不断增大，大容量的火电、核电机组陆续投入运行，然而常规机组不宜在变负荷和小负荷条件下运行，对电网负荷调节能力比较差。抽水蓄能电站具有启动快速、运行灵活、实时跟踪负荷变化的特点，具有更好、更可靠的调频、调相作用，是保证电网安全稳定运行、应对电力系统负荷快速变化，实现电网最优调度必不可少的工具。　　可是水泵水轮机在甩负荷、启动等过程中，机组会经常进入到“S”特性的区域，机组在这个区域运行非常不稳定，造成机组并网困难。现阶段使用最多的改善机组“S”特性的方法为增设非同步导叶法。但是增设非同步导叶后为水泵水轮机内部流动特性带来了新的水力学难题，导致机组压力脉动幅值增大，其运行的稳定性较差。因此，非常有必要开展在非同步导叶情况下水泵水轮机的全流道三维定常与非定常流动分析，深入了解产生振动与不稳定因素的内在机理，从而改善其综合水力性能，这样对提高水泵水轮机组的运行稳定性等具有非常重要的意义。　　本课题以某大型抽水蓄能电站水泵水轮机模型机组为研究对象，通过对其建立三维几何模型及计算流体动力学分析，探讨在不同对数、不同位置MGV装置情况下的机组内部流动特性，并将其与同步导叶工况相同流场条件下的结果进行对比，得出MGV的最优布置方式。此外，还对比分析了在最优MGV布置和同步导叶工况下机组内部流动特性和压力脉动特性，统计和分析其压力脉动规律。最终得出以下结论：　　（1）在小流量工况下由于活动导叶的开度较小，使得转轮的过流量较小，流速也相对不大，与转轮叶片进口产生较大的冲角，流动分离严重，在其周围形成了大量的漩涡，几乎阻塞了整个转轮通道，使得水流不能顺畅的通过转轮叶片，机组过流能力下降，最终进入不稳定区，这即是产生水泵水轮机“S”特性的主要原因。　　（2）增设MGV装置的确可以改善水泵水轮机机组的“S”特性。并从特性曲线可以明显地观察到：均匀布置MGV的方案要好于集中布置MGV的方案；但并不是设置的MGV对数越多，越能有效地改善“S”特性，均匀布置2对MGV的方案（MGV布置在3＃、8＃,13＃、18＃号导叶处）对水泵水轮机“S”特性的改善效果最明显。　　（3）增设 MGV装置后其相对应的导叶流道内的过流量明显增加，水流可以较顺畅的进入转轮区域，改善了小流量工况下由于漩涡流阻塞转轮叶片进口通道的情形。但是增设MGV装置后转轮区域内流动的轴对称性有所降低，转轮叶片的出水边出现很强的螺旋涡带，从泄水锥开始一直延伸到尾水管，导致机组压力脉动幅值较大，运行的稳定性较差。　　（4）对比分析了最优 MGV布置和同步导叶两种工况内部流动特性和压力脉动频谱可知：MGV的干涉作用以及尾水管内的偏心涡带是产生压力脉动的重要因素，对水泵水轮机组整体运行的稳定性必然造成不良影响。因此通过增设MGV装置来改善水泵水轮机组“S”特性的方法仍然存在弊端。