CN105022286B - 一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法它包括确定安全操作条件；模拟调速器并网运行并设为自动运行方式；将调速器的比例环节放大倍数设置为最大值，积分环节放大倍数为最小值，微分环节放大倍数为最小值，设置永态转差系数为0；设置水轮机调速器的人工转速死区为0，人工开度死区为0；确定主配关方向位移最小值、主配开方向最大值位移、导叶开度最小值、导叶开度最大值和主配中间位置；将导叶开度反馈信号修改为一固定数值；确定主配位移和导叶开度变化曲线并拟合曲线；计算主接力器反应时间常数；解决了水电机组调速器试验无法对水轮发电机组主接力器反应时间常数进行有效测量，影响电力系统稳定性计算的精确性等问题。

Description

一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法
技术领域
本发明属于水轮发电机组控制技术，尤其涉及一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法。
背景技术
水电机组在电力系统中担负着调峰调频的重要作用，水电机组调速系统的性能优劣直接影响着电网的安全稳定运行，为了保证电厂与电网的安全稳定运行，需要进行电力系统的稳定性计算与分析，因而必须建立水轮机及调节系统的仿真模型，使仿真模型与实际设备相吻合，为电力系统的稳定性计算与分析提供准确的依据。在建立水轮机及调节系统的仿真模型过程中，水轮发电机组主接力器反应时间常数是建模过程中的重要参数，而目前一般的调速器试验则无法对其进行相应的测量，这样无法使仿真模型与实际设备相吻合，大大的影响了电力系统稳定性计算的精确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题： 提供一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，以解决现有技术的水电机组调速器试验无法对水轮发电机组主接力器反应时间常数进行有效测量，使得水轮机及调节系统的仿真模型与实际设备不相吻合，影响了电力系统稳定性计算的精确性等问题。
本发明技术方案：
一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，它包括：
步骤1、确定安全操作条件；
步骤2、模拟调速器并网运行并设为自动运行方式；
步骤3、将调速器的比例环节放大倍数KP设置为最大值，积分环节放大倍数KI为最小值，微分环节放大倍数KD为最小值，设置永态转差系数为0；
步骤4、设置水轮机调速器的人工转速死区为0，人工开度死区为0；
步骤5、确定主配关方向位移最小值、主配开方向最大值位移、导叶开度最小值、导叶开度最大值和主配中间位置；
步骤6、将导叶开度反馈信号修改为一固定数值；
步骤7、确定主配位移和导叶开度变化曲线；
步骤8、拟合曲线；
步骤9、通过拟合曲线计算主接力器反应时间常数。
步骤1所述的确定安全操作条件它包括确定水轮机引水隧洞进水口工作闸门落下，工作闸门操作油源关闭，蜗壳排水无水压，并将水轮机调速器操作油源打开，接力器锁锭拔出。
步骤2所述的模拟调速器并网运行，其模拟方法为：在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线。
步骤5所述数值的确定方法为：投入紧急停机电磁阀，记录主配关方向位移最小值，水轮机导叶开度最小值；通过调速器给定水轮机导叶开度100%，记录主配开方向最大值位移及水轮机导叶开度最大值；复位紧急停机电磁阀，待导叶开度达到稳定状态后，记录主配中间位置。
步骤7所述主配位移和导叶开度变化曲线的确定方法为：通过控制装置向电液转换环节输出阶跃信号，同时通过记录仪记录在主接力器速度稳定时的主配位移和导叶开度变化曲线；增加阶跃信号值，记录各个阶跃信号值对应的主配位移和导叶开度变化曲线，最终使主配位移达到开关方向的最大位移。
步骤8所述拟合曲线方法为：根据记录的主配位移和导叶开度变化曲线,以主接力器移动速度做为Y轴，以主配位移的相对位移做为X轴，拟合曲线；
步骤9所述的通过拟合曲线计算主接力器反应时间常数的方法为：通过一次方程对曲线进行拟合得到公式，即可计算出主接力器反应时间常数。
本发明的有益效果：
通过本发明测出的主接力器反应时间常数，反映了主配位移与主接力器速度之间关系，是水轮发电机组原动机与调节系统模型中执行机构环节的重要参数。该参数对因系统频率变化的主接力器动作的精确仿真至关重要，如该参数不准确，可造成原动机仿真输出有功功率出现较大偏差，最终对整个系统仿真造成较大影响。通过本发明可以准确测量主接力器反应时间常数，便于实现调速系统精确建模及仿真。通过本发明提高了电力系统稳定性计算的精确性，为构建智能电网，实现智能电网电源点精确建模仿真提供重要依据；解决了现有技术的水电机组调速器试验无法对水轮发电机组主接力器反应时间常数进行有效测量，使得水轮机及调节系统的仿真模型与实际设备不相吻合，影响了电力系统稳定性计算的精确性等问题。
附图说明
图1是本发明拟合曲线示意图。
具体实施方式
一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，它包括下述步骤：
步骤1、确定水轮机引水隧洞进水口工作闸门落下，工作闸门操作油源关闭，蜗壳排水无水压，并将水轮机调速器操作油源打开，接力器锁锭拔出；此步骤是为了保证后继步骤进行的安全措施，通过落下进水口工作闸门，确保水轮机引水隧洞、压力钢管和水轮机蜗壳内无水压，在水轮机导叶动作时，水轮发电机组不会转动。
步骤2、在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线，以便模拟出调速器并网运行状态，并将调速器切为“自动”运行方式；
步骤3、设置调速器的比例环节放大倍数KP为最大值，积分环节放大倍数KI为最小值，微分环节放大倍数KD为最小值，设置永态转差系数为0；通过上述参数设置，仅保留了比例放大环节，消除了积分环节和微分环节对测试结果的干扰。
步骤4、设置水轮机调速器的人工转速死区为0，人工开度死区为0；消除死区设置环节对测试的干扰。
步骤5、投入紧急停机电磁阀，记录主配关方向位移最小值，水轮机导叶开度也叫主接力器行程的最小值；本实施例中导叶开度等同于主接力器行程，二者在数值上一致。
步骤6、通过调速器给定导叶开度100%，记录主配开方向最大值位移及水轮机导叶开度（主接力器行程）最大值；
步骤7、复归紧急停机电磁阀，待导叶开度达到稳定状态后，记录主配中间位置；
步骤8、通过调速器的控制装置，将导叶开度反馈信号修改为一固定数值，数字范围为导叶开度最大值的0-100%；
步骤9、通过控制装置向电液转换环节输出阶跃信号，同时通过记录仪记录在主接力器速度稳定时的主配位移和导叶开度变化曲线；
步骤10、逐渐增加阶跃信号大小，记录各个阶跃信号值对应的主配位移和导叶开度变化曲线，最终使主配位移达到开和关方向的最大位移；阶跃信号的每次增加幅度为0.04-0.06Hz。
步骤11、根据记录的主配位移和导叶开度变化曲线(其中),以主接力器移动速度做为Y轴，以主配位移的相对位移做为X轴，拟合曲线；得出主配位移和主接力器速度之间的关系函数，a和b为常数值。
步骤12、通过一次方程对曲线进行拟合得到公式，即可计算出主接力器反应时间常数。

Claims (7)

1.一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，它包括：
步骤1、确定安全操作条件；
步骤2、模拟调速器并网运行并设为自动运行方式；
步骤3、将调速器的比例环节放大倍数KP设置为最大值，积分环节放大倍数KI为最小值，微分环节放大倍数KD为最小值，设置永态转差系数为0；
步骤4、设置水轮机调速器的人工转速死区为0，人工开度死区为0；
步骤5、确定主配关方向位移最小值、主配开方向最大值位移、导叶开度最小值、导叶开度最大值和主配中间位置；
步骤6、将导叶开度反馈信号修改为一固定数值；
步骤7、确定主配位移和导叶开度变化曲线；
步骤8、拟合曲线；
步骤9、通过拟合曲线计算主接力器反应时间常数。
2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤1所述的确定安全操作条件它包括确定水轮机引水隧洞进水口工作闸门落下，工作闸门操作油源关闭，蜗壳排水无水压，并将水轮机调速器操作油源打开，接力器锁锭拔出。
3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤2所述的模拟调速器并网运行，其模拟方法为：在调速器上短接机组主开关“闭合”信号线。
4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤5所述数值的确定方法为：投入紧急停机电磁阀，记录主配关方向位移最小值，水轮机导叶开度最小值；通过调速器给定水轮机导叶开度100%，记录主配开方向最大值位移及水轮机导叶开度最大值；复位紧急停机电磁阀，待导叶开度达到稳定状态后，记录主配中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤7所述主配位移和导叶开度变化曲线的确定方法为：通过控制装置向电液转换环节输出阶跃信号，同时通过记录仪记录在主接力器速度稳定时的主配位移和导叶开度变化曲线；增加阶跃信号值，记录各个阶跃信号值对应的主配位移和导叶开度变化曲线，最终使主配位移达到开关方向的最大位移。
6.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤8所述拟合曲线方法为：根据记录的主配位移和导叶开度变化曲线,以主接力器移动速度做为Y轴，以主配位移的相对位移做为X轴，拟合曲线。
7.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组主接力器反应时间常数测试方法，其特征在于：步骤9所述的通过拟合曲线计算主接力器反应时间常数的方法为：通过一次方程对曲线进行拟合得到公式，即可计算出主接力器反应时间常数。
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