CN108616142A - 一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，包括：按照主机厂家提供的数据，在触摸屏上设置水头与负载开限协联曲线原始数据；系统初始化，读取触摸屏上设置的水头与负载开限协联曲线原始数据；检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值；检测若机组有功功率是否初次达到额定功率值且保持稳定运行；对水头与负载开度协联曲线表进行初次修正；检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值；检测若机组有功功率是否达到额定功率值且保持稳定运行；对水头与负载开限协联曲线表进行实时修正。本发明可以解决由于水头与负载开限协联曲线失真，导致的机组正常运行被负载开限压住负荷或者负载开限不能起到防止机组过负荷的问题。

Description

一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法

技术领域

本发明属于水电站自动控制领域，涉及一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法。

背景技术

目前，水轮发电机组运行过程中，调速器水头与负载开限协联曲线是按照主机厂家提供的数据设置的。而主机厂家提供的数据是通过模型试验后，综合计算得出的理论数据，往往与真机实际运行的情况不符，现场设置后的调速器水头与负载开限协联曲线也不能根据实际运行情况实时自修正自适应。若设置的调速器水头与负载开限协联曲线失真，则会导致机组正常运行，被负载开限压住负荷或者负载开限不能起到防止机组过负荷的作用，影响机组安全稳定运行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法。该方法在机组并网运行情况下，对调速器水头与负载开限协联曲线进行实时自修正自适应的控制。旨在解决机组并网运行过程中，由于调速器水头与负载开限协联曲线设置不合理导致的一系列机组运行问题。

本发明采取的技术方案为：

一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，包括以下步骤：

步骤1：按照主机厂家提供的数据，在触摸屏上设置水头与负载开限协联曲线原始数据；

步骤2：系统初始化，读取触摸屏上设置的水头与负载开限协联曲线原始数据；

步骤3：检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε，式中ε为开度误差且ε>0,y_表为根据协联曲线的线性插值,y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)，y为当前开度；则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步。

步骤4：检测若机组有功功率是否初次达到额定功率值且保持稳定运行，若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤3；

步骤5：对水头与负载开度协联曲线表进行初次修正；

步骤6：检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε,则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步；

步骤7：检测若机组有功功率是否达到额定功率值且保持稳定运行，若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤6；

步骤8：对水头与负载开限协联曲线表进行实时修正；

通过上述步骤，完成水头与负载开限协联曲线实时自适应控制。

步骤1中，设水头与负载开限协联曲线原始数据表格如表1所示，表1中n、i都为正整数，1＜i≤n，Y_i为H_i水头对应的负载开限；

表1水头与负载开限协联曲线原始数据表

H1

H2

H3

…

Hi-1

Hi

…

Hn-1

Hn

Y1

Y2

Y3

…

Yi-1

Yi

…

Yn-1

Yn

步骤5中，初次修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表；

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算表中负载开限和实际应设负载开限偏差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量；

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的负载开限都增加△Y，

for(i＝1；i≤n；i++)

Y_i＝Y_i+△Y。

步骤8中，实时修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表。

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算实际应设负载开限和表中负载开限差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量。

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H_i-1和H_i两个水头对应的负载开限都增加△Y。

Y_i＝Y_i+△Y；Y_i-1＝Y_i-1+△Y。

④、返回步骤6。

修正方法不局限于此方法，可运用其他优化算法。

本发明一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，技术效果如下：

1)、采用本发明方法，可以实现水头与负载开限协联曲线的实时自修正自适应功能，解决由于水头与负载开限协联曲线失真导致的机组正常运行被负载开限压住负荷或者负载开限不能起到防止机组过负荷的问题。

2)、采用本发明方法，可以提高调速器电控系统的智能自动化水平。

3)、本发明的方法简单高效可行。

附图说明

图1是本发明调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法的控制流程图。

具体实施方式

若设置的水头与负载开限协联曲线失真，则会导致机组正常运行被负载开限压住负荷或者负载开限不能起到防止机组过负荷的作用，影响机组安全稳定运行。本发明适用于使用水头与负载开限协联曲线进行调速器电气控制的水电发电机组，旨在解决机组并网运行过程中，由于调速器水头与负载开限协联曲线设置不合理导致的一系列机组运行问题。

一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，包括以下步骤：

1)、按照主机厂家提供的数据，在调速器电气控制设备人机交互界面上，设置水头与负载开限协联曲线原始数据。设水头与负载开限协联曲线原始数据表格如表1所示。表1中n、i都为正整数，1＜i≤n，Y_i为H_i水头对应的负载开限。

表1水头与负载开限协联曲线原始数据表

H1

H2

H3

…

Hi-1

Hi

…

Hn-1

Hn

Y1

Y2

Y3

…

Yi-1

Yi

…

Yn-1

Yn

2)、系统初始化，读取调速器电气控制设备人机交互界面上设置的水头与负载开限协联曲线原始数据。

3)、检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε。式中ε为开度误差且ε>0,y_表为根据协联曲线的线性插值,y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)，y为当前开度。则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长,自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步。

4)、检测若机组有功功率是否初次达到额定功率值且保持稳定运行。若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤3)。

5)、对水头与负载开度协联曲线表进行初次修正，初次修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表。

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算表中负载开限和实际应设负载开限偏差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中，k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量。

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的负载开限都增加△Y。

for(i＝1；i≤n；i++)

Y_i＝Y_i+△Y

6)、检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε,则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步。

7)、检测若机组有功功率是否达到额定功率值且保持稳定运行，若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤6)

8)、对水头与负载开限协联曲线表进行实时修正，修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表。

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算实际应设负载开限和表中负载开限差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量。

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H_i-1和H_i两个水头对应的负载开限都增加△Y。

Y_i＝Y_i+△Y；Y_i-1＝Y_i-1+△Y。

④、返回步骤6)。

修正方法不局限于此方法，可运用其他优化算法。

根据本发明的一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，将其应用于某电站调速器水头与负载开限协联曲线自动控制。下面将参照此示例性实施例对本发明做进一步说明。

某水电站，调速器电气控制系统将负载开限与额定开度的比例系数k取1，负载开限与额定开度的偏移量△y取1％，水头与负载开限协联曲线原始数据表格如表2所示，调速器运行过程中，调速器电控系统自动记录当前水头h与对应水轮机组额定开度值y数据表格如表3所示，水头与负载开限协联曲线数据优化过程数据表格如表4所示。优化后，水头与负载开限协联曲线数据与实际需求值更加接近。

表2水头与负载开限协联曲线原始数据表

60	64	68	72	76	80	84	88	92	96	100	104	108	112	120
															96	96	96	96	96	96	96	96	96	96	90	83	77	72	70

表3水头与对应水轮机组额定开度值数据表

110.94	108.24	111.9	107.16	104.58	99.96	97.38	102	105.12
									70.17	74.17	69.04	75.07	80.23	86.61	93.84	83.79	79.06

表4水头与负载开限协联曲线优化数据表

Claims (4)

1.一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：按照主机厂家提供的数据，在触摸屏上设置水头与负载开限协联曲线原始数据；

步骤2：系统初始化，读取触摸屏上设置的水头与负载开限协联曲线原始数据；

步骤3：检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε，式中ε为开度误差且ε>0,y_表为根据协联曲线的线性插值,y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)，y为当前开度；则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步。

步骤4：检测若机组有功功率是否初次达到额定功率值且保持稳定运行，若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤3；

步骤5：对水头与负载开度协联曲线表进行初次修正；

步骤6：检测机组并网运行时有功功率能否达到机组功率给定值，若能，进入下一步；若不能，且y_表-y<ε,则调速器电控系统以一定周期T一定步长Y_步长自动累加当前水头对应的负载开限值，直到机组有功功率能达到功率给定值进入下一步；

步骤7：检测若机组有功功率是否达到额定功率值且保持稳定运行，若是，调速器电控系统自动记录当前水头h及额定开度值y，进入下一步；否则，返回步骤6；

步骤8：对水头与负载开限协联曲线表进行实时修正；

通过上述步骤，完成水头与负载开限协联曲线实时自适应控制。

2.根据权利要求1所述一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，其特征在于：步骤1中，设水头与负载开限协联曲线原始数据表格如表1所示，表1中n、i都为正整数，1＜i≤n，Y_i为H_i水头对应的负载开限；

表1 水头与负载开限协联曲线原始数据表

H₁ H₂ H₃ … H_i-1 H_i … H_n-1 H_n Y₁ Y₂ Y₃ … Y_i-1 Y_i … Y_n-1 Y_n

3.根据权利要求1所述一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，其特征在于：步骤5中，初次修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表；

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算表中负载开限和实际应设负载开限偏差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量；

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的负载开限都增加△Y，

for(i＝1；i≤n；i++)

Y_i＝Y_i+△Y。

4.根据权利要求1所述一种调速器水头与负载开限协联曲线自适应控制方法，其特征在于：步骤8中，实时修正步骤如下：

①、通过查表计算出当前水头h对应的负载开限y_表。

若H_i-1≤h≤H_i，则y_表＝Y_i-1+(Y_i-Y_i-1)(h-H_i-1)/(H_i-H_i-1)。

②、计算实际应设负载开限和表中负载开限差值。

△Y＝k*y+△y-y_表

上式中k为负载开限与额定开度的比例系数，△y为负载开限与额定开度的偏移量。

③、修正水头与负载开限协联曲线表，表中H_i-1和H_i两个水头对应的负载开限都增加△Y。

Y_i＝Y_i+△Y；Y_i-1＝Y_i-1+△Y。

④、返回步骤6。