CN104634489B - 汽轮机的功率检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽轮机的功率检测方法和系统，所述方法包括检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能的第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，再通过放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正的第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，进而分别通过第二积分器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、减法器、第一加法器、第二加法器和第三加法器进行相应处理，输出汽轮机的机械功率。实施本发明，基于回热器的回热抽气量对汽轮机功率的影响检测汽轮机的功率，可提高汽轮机功率的检测精度，低频时所检测的机械功率的精度更高。

Description

汽轮机的功率检测方法和系统

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种汽轮机的功率检测方法和系统。

【背景技术】

电力系统中发电机组经输电线并列运行时，在扰动下会发生发电机转子间的相对摇摆，并在缺乏阻尼时引起持续振荡，此时输电线上功率也会发生相应振荡，因其振荡频率较低，一般在0.1～2.5Hz，故称为低频振荡。低频振荡现象是小干扰稳定的主要表现形式之一，会引起联络线过流跳闸或系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，严重威胁电力系统的稳定。

高精度的汽轮机仿真模型是研究低频振荡问题的关键。回热器是汽轮机中的重要部件之一，在汽轮机带负荷运行中，回热器如同再热器一样对汽轮机的负荷响应特性有延滞效应。回热器的抽汽量对汽轮机功率的影响是明显的。

但现有的汽轮机仿真模型考虑容积因素对汽轮机的动态特性影响时，只考虑了级间容积和管道容积，而忽略了回热器容积，导致汽轮机功率检测精度低，进而降低了检测低频振荡的准确率。

【发明内容】

基于此，有必要针对现有的汽轮机仿真模型导致汽轮机功率检测精度低的问题，提供一种汽轮机的功率检测方法和系统。

一种汽轮机的功率检测方法，包括以下步骤：

检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能；

通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正；

通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能；

通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力；

通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力；

通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量；

通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节；

通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量；

通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力；

通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量；

通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

一种汽轮机的功率检测系统，包括：

第一积分模块，用于检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能；

第一放大模块，用于通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正；

第二积分模块，用于通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能；

第二放大模块，用于通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力；

第三放大模块，用于通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力；

第一差值模块，用于通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量；

第四放大模块，用于通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节；

第一和值模块，用于通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量；

第五放大模块，用于通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力；

第二和值模块，用于通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量；

第三和值模块，用于通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

上述汽轮机的功率检测方法和系统，检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能的第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，再通过放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正的第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，进而分别通过第二积分器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、减法器、第一加法器、第二加法器和第三加法器进行相应处理，输出汽轮机的机械功率，基于回热器的回热抽气量对汽轮机功率的影响修正检测汽轮机的功率，可提高汽轮机功率的检测精度，尤其是低频时所检测的机械功率的精度更高。

【附图说明】

图1是本发明汽轮机的功率检测方法第一实施方式的流程示意图；

图2是本发明汽轮机的功率检测方法第一实施方式中汽轮机的等效模型示意图；

图3是本发明汽轮机的功率检测方法第二实施方式的流程示意图；

图4是本发明汽轮机的功率检测方法第二实施方式中汽轮机的等效模型示意图；

图5是本发明汽轮机的功率检测系统第一实施方式的结构示意图；

图6是本发明汽轮机的功率检测系统中汽轮机的机械功率的第一频域特性图；

图7是本发明汽轮机的功率检测系统中汽轮机的机械功率的第二频域特性图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

请参阅图1，图1是本发明汽轮机的功率检测方法第一实施方式的流程示意图。

本实施方式所述的汽轮机的功率检测方法，可包括以下步骤：

步骤S101，检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能。

步骤S102，通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正。

步骤S103，通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能。

步骤S104，通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力。

步骤S105，通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力。

步骤S106，通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量。

步骤S107，通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节。

步骤S108，通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量。

步骤S109，通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力。

步骤S110，通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量。

步骤S111，通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

本实施方式，检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能的第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，再通过放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正的第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，进而分别通过第二积分器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、减法器、第一加法器、第二加法器和第三加法器进行相应处理，输出汽轮机的机械功率，基于回热器的回热抽气量对汽轮机功率的影响修正检测汽轮机的功率，可提高汽轮机功率的检测精度，尤其是低频时所检测的机械功率的精度更高。

其中，对于步骤S101，优选地，所述蒸汽流量为实际输入汽轮机的蒸汽量。所述第一积分器的积分函数中包括蒸汽容积时间常数。

优选地，所述第一积分器的积分函数为公式(1)：

其中，s为时间变量，T_ch为蒸汽容积时间常数，单位为秒。

对于步骤S102，所述第一放大器的放大系数为所述汽轮机内回热器修正系数K_h。可基于汽轮机阀门动作时，回热器存在快速响应动态的情况设置。

优选地，所述第一放大器的放大系数的数值范围为10^-0.1至10^-0.2。

对于步骤S103，所述第二积分器的积分函数包括再热器时间常数。

优选地，所述第二积分器的积分函数为公式(2)：

其中，s为时间变量，T_rh为再热器时间常数，单位为秒。

对于步骤S104，所述第二放大器的放大系数可为低压缸功率比例F_LP，可根据低压缸做功能力大小设定。

对于步骤S105，所述第三放大器的放大系数为中压缸功率比例F_IP，可根据中压缸做功能力大小设定。

对于步骤S107，所述第四放大器的放大系数为高压缸功率自然过调系数λ。

对于步骤S109，所述第五放大器的放大系数为高压缸功率比例F_HP，可根据高压缸做功能力大小设定。

对于步骤S111，将低压缸、中压缸和高压缸三个所做功总和输出，为所述汽轮机的总机械功率。

在一个实施例中，在通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率的步骤之后，还包括以下步骤：

获取所述汽轮机的实际输出功率。

获取所述机械功率与所述实际输出功率的差值为第一功率差值。

比较所述第一功率差值是否在预设的第一差值范围内。

若不在，则根据所述第一功率差值对所述第一放大器的放大系数进行相应调节。

本实施例，可通过比较检测的机械功率和实际输出功率，调节所述第一放大器的放大系数，以使功率检测的精度更高。

其中，所述第一差值范围可为1瓦。

当所述述第一功率差值不在预设的第一差值范围时，若所述机械功率大于所述实际功率，则调低所述第一放大器的放大系数，若所述机械功率小于所述实际功率，则调高所述第一放大器的放大系数。

在另一个实施例中，在通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率的步骤之后，还包括以下步骤：

获取电力设备的需求功率。

获取所述机械功率与所述需求功率的差值为第二功率差值。

比较所述第二功率差值是否在预设的第二差值范围内。

若不在，则根据所述第二功率差值对输入所述汽轮机的蒸汽流量进行相应调节。

本实施例，可根据检测功率实时调节输入汽轮机的蒸汽量。

其中，所述第二差值范围可为10瓦。

当所述述第二功率差值不在预设的第二差值范围时，若所述机械功率大于所述需求功率，则调低所述第一放大器的放大系数，若所述机械功率小于所述需求功率，则调高所述第一放大器的放大系数。

请参阅图2，图2是本发明汽轮机的功率检测方法第一实施方式中汽轮机的等效模型示意图。

本发明的汽轮机的整体结构是一个典型的一次中间再热、单轴、三缸四排汽机组，主要由缸体(高、中、低压缸)、再热器、凝汽器、除氧器及各级回热器部件构成。蒸汽P_GV进入汽轮机，经过高、中、低压缸，热能转化为机械能，输出机械功率。汽轮机中存在许多蓄质储能环节，会对蒸汽做功产生影响。这些蓄质储能环节主要有：喷嘴和高压缸的蓄质储能，再热器的蓄质储能，分别对应图2中的第一积分器101和第二积分器102。高、中、低压缸的做功能力的大小分别对应图2中第五放大器205、第三放大器203、第二放大器202。在汽轮机系统中有庞大的回热系统，但在现有的汽轮机模型中，不考虑回热器的影响。但是由于抽取汽轮机中的高温高压蒸汽，加热低温给水，造成汽轮机做功能力减小，因此本方法引用汽轮机回热器修正系数，表征回热器回热抽汽量对汽轮机做功的影响，对应图2中的第一放大器201。高压缸功率自然过调对应图2中的第四放大器204。

图2所示的汽轮机的等效模型，考虑了回热器对汽轮机模型造成影响，同时简化了回热器的模型，并确保经此修正的汽轮机模型在低频振荡问题有较高的精度。

请参阅图3，图3是本发明的汽轮机的功率检测方法的第二实施方式的流程示意图。

本实施方式的所述汽轮机的功率检测方法与第一实施方式的区别在于：通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量的步骤还包括以下步骤：

步骤S301，通过第三积分器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三积分器的积分函数用于表征所述中压缸与所述低压缸之间交叉管的蓄质储能。

步骤S302，通过所述第二放大器对所述第三积分量进行放大，输出第二放大量。

本实施方式，可进一步提高功率检测的精度。

优选地，所述第三积分器的积分函数中包括交叉管时间常数。

优选地，所述第三积分器的积分函数为公式(3)：

其中，s为时间变量，T_co为交叉管时间常数，单位为秒。

请参阅图4，图4是本发明汽轮机的功率检测方法第二实施方式中汽轮机的等效模型示意图。

本发明的汽轮机的整体结构是一个典型的一次中间再热、单轴、三缸四排汽机组，主要由缸体(高、中、低压缸)、再热器、凝汽器、除氧器及各级回热器部件构成。蒸汽P_GV进入汽轮机，经过高、中、低压缸，热能转化为机械能，输出机械功率。汽轮机中存在许多蓄质储能环节，会对蒸汽做功产生影响。这些蓄质储能环节主要有：喷嘴和高压缸的蓄质储能，再热器的蓄质储能，中、低压缸之间交叉管的蓄质储能，分别对应图4中的第一积分器101、第二积分器102和第三积分器103。高、中、低压缸的做功能力的大小分别对应图4中第五放大器205、第三放大器203、第二放大器202。在汽轮机系统中有庞大的回热系统，但在现有的汽轮机模型中，不考虑回热器的影响。但是由于抽取汽轮机中的高温高压蒸汽，加热低温给水，造成汽轮机做功能力减小，因此本方法引用汽轮机回热器修正系数，表征回热器回热抽汽量对汽轮机做功的影响，对应图4中的第一放大器201。高压缸功率自然过调对应图4中的第四放大器204。

请参阅图5，图5是本发明汽轮机的功率检测系统第一实施方式的结构示意图。

本实施方式所述的汽轮机的功率检测系统，可包括第一积分模块1010、第一放大模块1020、第二积分模块1030、第二放大模块1040、第三放大模块1050、第一差值模块1060、第四放大模块1070、第一和值模块1080、第五放大模块1090、第二和值模块1100和第三和值模块1110，其中：

第一积分模块1010，用于检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能。

第一放大模块1020，用于通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正。

第二积分模块1030，用于通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能。

第二放大模块1040，用于通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力。

第三放大模块1050，用于通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力。

第一差值模块1060，用于通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量。

第四放大模块1070，用于通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节。

第一和值模块1080，用于通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量。

第五放大模块1090，用于通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力；

第二和值模块1100，用于通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量。

第三和值模块1110，用于通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

本实施方式，检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能的第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，再通过放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正的第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，进而分别通过第二积分器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、减法器、第一加法器、第二加法器和第三加法器进行相应处理，输出汽轮机的机械功率，基于回热器的回热抽气量对汽轮机功率的影响修正检测汽轮机的功率，可提高汽轮机功率的检测精度，尤其是低频时所检测的机械功率的精度更高。

其中，对于第一积分模块1010，优选地，所述蒸汽流量为实际输入汽轮机的蒸汽量。所述第一积分器的积分函数中包括蒸汽容积时间常数。

优选地，所述第一积分器的积分函数为公式(1)：

其中，s为时间变量，T_ch为蒸汽容积时间常数，单位为秒。

对于第一放大模块1020，所述第一放大器的放大系数为所述汽轮机内回热器修正系数。可基于汽轮机阀门动作时，回热器存在快速响应动态的情况设置。

优选地，所述第一放大器的放大系数的数值范围为10^-0.1至10^-0.2。

对于第二积分模块1030，所述第二积分器的积分函数包括再热器时间常数。

优选地，所述第二积分器的积分函数为公式(2)：

其中，s为时间变量，T_rh为再热器时间常数，单位为秒。

对于第二放大模块1040，所述第二放大器的放大系数可为低压缸功率比例，可根据低压缸做功能力大小设定。

对于第三放大模块1050，所述第三放大器的放大系数为中压缸功率比例，可根据中压缸做功能力大小设定。

对于第四放大模块1070，所述第四放大器的放大系数为高压缸功率自然过调系数。

对于第五放大模块1090，所述第五放大器的放大系数为高压缸功率比例，可根据高压缸做功能力大小设定。

对于第三和值模块1110，将低压缸、中压缸和高压缸三个所做功总和输出，为所述汽轮机的总机械功率。

在一个实施例中，本发明的汽轮机的功率检测系统，还可包括第一获取模块、第一差值模块、第一比较模块和第一调节模块，其中：

所述第一获取模块用于获取所述汽轮机的实际输出功率。

所述第一差值模块用于获取所述机械功率与所述实际输出功率的差值为第一功率差值。

所述第一比较模块用于比较所述第一功率差值是否在预设的第一差值范围内。

所述第一调节模块用于在所述第一功率差值不在所述预设的第一差值范围内时，根据所述第一功率差值对所述第一放大器的放大系数进行相应调节。

本实施例，可通过比较检测的机械功率和实际输出功率，调节所述第一放大器的放大系数，以使功率检测的精度更高。

其中，所述第一差值范围可为1瓦。

当所述述第一功率差值不在预设的第一差值范围时，若所述机械功率大于所述实际功率，则调低所述第一放大器的放大系数，若所述机械功率小于所述实际功率，则调高所述第一放大器的放大系数。

在另一个实施例中，本发明所述的汽轮机的功率检测系统，还可包括第二获取模块、第二差值模块、第二比较模块和第二调节模块，其中：

所述第二获取模块用于获取电力设备的需求功率。

所述第二差值模块用于获取所述机械功率与所述预设的理想功率的差值为第二功率差值。

所述第二比较模块用于比较所述第二功率差值是否在预设的第二差值范围内。

所述第二调节模块用于在所述第二功率差值不在所述预设的第二差值范围内时，根据所述第二功率差值对输入所述汽轮机的蒸汽流量进行相应调节。

本实施例，可通过比较检测的机械功率和实际输出功率，调节所述第一放大器的放大系数，以使功率检测的精度更高。

其中，所述第二差值范围可为10瓦。

当所述述第二功率差值不在预设的第二差值范围时，若所述机械功率大于所述需求功率，则调低所述第一放大器的放大系数，若所述机械功率小于所述需求功率，则调高所述第一放大器的放大系数。

以下所述是本发明的汽轮机的功率检测系统的第二实施方式。

本实施方式的所述汽轮机的功率检测系统与第一实施方式的区别在于：第二放大模块1040还用于：

通过第三积分器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三积分器的积分函数用于表征所述中压缸与所述低压缸之间交叉管的蓄质储能；

通过所述第二放大器对所述第三积分量进行放大，输出第二放大量。

本实施方式，可进一步提高功率检测的精度。

优选地，所述第三积分器的积分函数中包括交叉管时间常数。

优选地，所述第三积分器的积分函数为公式(3)：

其中，s为时间变量，T_co为交叉管时间常数，单位为秒。

请参阅图6和图7，图6是本发明汽轮机的功率检测系统中汽轮机的机械功率的第一频域特性图，图7是本发明汽轮机的功率检测系统中汽轮机的机械功率的第二频域特性图。

图6中的实线型曲线现有技术中未考虑回热器的汽轮机模型对应的机械功率的频域特性图，图6中的虚线型曲线是加入了回热器模型的系统的汽轮机模型对应的机械功率的频域特性图。图7中的实线型曲线引入了回热修正系数的汽轮机模型对应的机械功率的频域特性图，图7中的虚线型曲线是加入了回热器模型的系统的汽轮机模型对应的机械功率的频域特性图。

图2中汽轮机模型对应的传递函数为式(4)：

对比图6中的两条曲线可知，可以看出在低频振荡研究的频段内(频率一般在0.1Hz～2.5Hz的范围)，回热器的加入对汽轮机模型的相频特性几乎没有影响，主要体现在幅频特性上，现有的未考虑回热器的汽轮机模型对应的机械功率精度较差。对比图7中两条曲线可知回热修正系数可以较好的代替回热器模型，使得汽轮机模型更加完整和精确。

对比图6和图7可知：回热器是汽轮机中的重要部件之一，完善的高精度的汽轮机仿真模型可提高低频振荡的检测精度。本发明相比复杂的回热器模型，引入回热器修正系数，简化了回热器的模型，既考虑回热器对汽轮机模型造成影响，又能确保经此修正的汽轮机模型在低频振荡问题有较高的精度，能够更加准确的描述电网的低频振荡现象。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种汽轮机的功率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能；所述第一积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{ch}s+1};$

其中，s为时间变量，T_ch为蒸汽容积时间常数，单位为秒；

通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正；

通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能；所述第二积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{rh}s+1};$

其中，s为时间变量，T_rh为再热器时间常数，单位为秒；

通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力；

通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力；

通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量；

通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节；

通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量；

通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力；

通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量；

通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

2.根据权利要求1所述的汽轮机的功率检测方法，其特征在于，通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量的步骤还包括以下步骤：

通过第三积分器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三积分器的积分函数用于表征所述中压缸与所述低压缸之间交叉管的蓄质储能；所述第三积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{co}s+1};$

其中，s为时间变量，T_co为交叉管时间常数，单位为秒；

通过所述第二放大器对所述第三积分量进行放大，输出第二放大量。

3.根据权利要求1所述的汽轮机的功率检测方法，其特征在于，所述第一放大器的放大系数的数值范围为10^-0.2至10^-0.1。

4.根据权利要求1所述的汽轮机的功率检测方法，其特征在于，在通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率的步骤之后，还包括以下步骤：

获取所述汽轮机的实际输出功率；

获取所述机械功率与所述实际输出功率的差值为第一功率差值；

比较所述第一功率差值是否在预设的第一差值范围内；

若不在，则根据所述第一功率差值对所述第一放大器的放大系数进行相应调节。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的汽轮机的功率检测方法，其特征在于，在通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率的步骤之后，还包括以下步骤：

获取电力设备的需求功率；

获取所述机械功率与所述需求功率的差值为第二功率差值；

比较所述第二功率差值是否在预设的第二差值范围内；

若不在，则根据所述第二功率差值对输入所述汽轮机的蒸汽流量进行相应调节。

6.一种汽轮机的功率检测系统，其特征在于，包括：

第一积分模块，用于检测输入汽轮机的蒸汽流量，并通过第一积分器对所述蒸汽流量进行积分，输出第一积分量，其中，所述第一积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内喷嘴和高压缸的蓄质储能；所述第一积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{ch}s+1};$

其中，s为时间变量，T_ch为蒸汽容积时间常数，单位为秒；

第一放大模块，用于通过第一放大器对所述第一积分量进行放大，输出第一放大量，其中，所述第一放大器的放大系数用于表征所述汽轮机内回热器的回热抽气量对机械功率的修正；

第二积分模块，用于通过第二积分器对所述第一放大量进行积分，输出第二积分量，其中，所述第二积分器的积分函数用于表征所述汽轮机内再热器的蓄质储能；所述第二积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{rh}s+1};$

其中，s为时间变量，T_rh为再热器时间常数，单位为秒；

第二放大模块，用于通过第二放大器对所述第二积分量进行放大，输出第二放大量，其中，所述第二放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的低压缸的做功能力；

第三放大模块，用于通过第三放大器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三放大器的放大系数用于表征所述汽轮机的中压缸的做功能力；

第一差值模块，用于通过减法器获取所述第一放大量与所述第二积分量的差值，输出第一差值量；

第四放大模块，用于通过第四放大器对所述第一差值量进行放大，输出第四放大量，其中，所述第四放大器的放大系数用于表征焓变化对所述高压缸的做功调节；

第一和值模块，用于通过第一加法器获取所述第一放大量与所述第四放大量的和值，输出第一和值量；

第五放大模块，用于通过第五放大器对所述第一和值量进行放大，输出第五放大量，其中，所述第五放大器的放大系数用于表征所述高压缸的做功能力；

第二和值模块，用于通过第二加法器获取所述第三放大量与所述第五放大量的和值，输出第二和值量；

第三和值模块，用于通过第三加法器获取所述第二和值量与所述第二放大量的和值，输出所述汽轮机的机械功率。

7.根据权利要求6所述的汽轮机的功率检测系统，其特征在于，所述第二放大模块还用于：

通过第三积分器对所述第二积分量进行放大，输出第三放大量，其中，所述第三积分器的积分函数用于表征所述中压缸与所述低压缸之间交叉管的蓄质储能；所述第三积分器的积分函数为以下公式：

$\frac{1}{T_{co}s+1};$

其中，s为时间变量，T_co为交叉管时间常数，单位为秒；

通过所述第二放大器对所述第三积分量进行放大，输出第二放大量。

8.根据权利要求6所述的汽轮机的功率检测系统，其特征在于，所述第一放大器的放大系数的数值范围为10^-0.2至10^-0.1。

9.根据权利要求6所述的汽轮机的功率检测系统，其特征在于，还包括第一获取模块、第一差值模块、第一比较模块和第一调节模块，其中：

所述第一获取模块用于获取所述汽轮机的实际输出功率；

所述第一差值模块用于获取所述机械功率与所述实际输出功率的差值为第一功率差值；

所述第一比较模块用于比较所述第一功率差值是否在预设的第一差值范围内；

所述第一调节模块用于在所述第一功率差值不在所述预设的第一差值范围内时，根据所述第一功率差值对所述第一放大器的放大系数进行相应调节。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的汽轮机的功率检测系统，其特征在于，还包括第二获取模块、第二差值模块、第二比较模块和第二调节模块，其中：

所述第二获取模块用于获取电力设备的需求功率；

所述第二差值模块用于获取所述机械功率与所述需求功率的差值为第二功率差值；

所述第二比较模块用于比较所述第二功率差值是否在预设的第二差值范围内；

所述第二调节模块用于在所述第二功率差值不在所述预设的第二差值范围内时，根据所述第二功率差值对输入所述汽轮机的蒸汽流量进行相应调节。