CN108708818A - 一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法 - Google Patents

一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法 Download PDF

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Abstract

一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，包括：系统初始化，读取主机厂家提供的水头与空载开度协联曲线原始数据；检测机组调速器是否初次开机；若机组调速器不能进入空载态，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空载开度值，直到机组调速器能正常进入空载态；若机组调速器进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，记录当前水头h及空载开度值y。对水头与空载开度协联曲线表进行初次修正，并解除对开机时间超时故障的屏蔽。对水头与空载开度协联曲线表进行实时修正。本发明旨在解决机组并网运行过程中，由于调速器水头与空载开度协联曲线设置不合理导致的一系列机组运行问题。

Description

一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法
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空载开度协联曲线自修正自适应控制方法。
背景技术
目前，水轮发电机组运行过程中，调速器水头与空载开度协联曲线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空载开度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空载开度协联曲线失真，会影响机组的开机性能和模式切换性能，导致开机时间过长或者频率超调过大，电手动切换至自动方式时开度扰动过大，甚至导致开机不成功。
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空载开度协联曲线自修正自适应控制方法。该方法是一种在机组并网运行情况下，对调速器水头与空载开度协联曲线进行实时自修正自适应的调速器电气控制方法。本发明适用于使用水头与空载开度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，由于调速器水头与空载开度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：
一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，包括以下步骤：
步骤1：系统初始化，读取主机厂家提供的水头与空载开度协联曲线原始数据；
步骤2：检测机组调速器是否初次开机，若是，则屏蔽开机时间超时故障；否则进入步骤6；
步骤3：若机组调速器不能进入空载态，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空载开度值，直到机组调速器能正常进入空载态进入步骤4；
步骤4：若机组调速器进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，记录当前水头h及空载开度值y。
步骤5：对水头与空载开度协联曲线表进行初次修正，并解除对开机时间超时故障的屏蔽；
步骤6：检测机组调速器是否进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，若是则记录当前水头h及空载开度值y。
步骤7：对水头与空载开度协联曲线表进行实时修正。
通过上述步骤，完成调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制。
所述步骤1中，设水头与空载开度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，Yi为Hi水头对应的空载开度；
表1水头与空载开度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
所述步骤5中，初次修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算实际空载开度和表中空载开度差值。
△Y＝y-y表
③、进入非空载态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的空载开度都增加△Y。
for(i＝1；i≤n；i++)
Yi＝Yi+△Y
④、进入步骤6。
所述步骤7中，实时修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算表中空载开度和实际空载开度偏差值。
△Y＝y-y表。
③、进入负载态或停机过程或停机备用态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中Hi-1和Hi两个水头对应的空载开度都增加△Y。
Yi＝Yi+△Y；Yi-1＝Yi-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空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，有益效果如下：
1)、采用本发明的方法，可以实现水头与空载开度协联曲线的实时自修正自适应功能，
解决由于水头与空载开度协联曲线失真导致的机组开机性能和模式切换性能差等问题。
2)、采用本发明的方法，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空载开度协联曲线自适应控制方法的控制流程图。
具体实施方式
若设置的水头与空载开度协联曲线失真，会影响机组的开机性能和模式切换性能，导致开机时间长或者频率超调过大，电手动切换至自动方式时开度扰动过大，甚至导致开机不成功。本发明一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，是一种在机组并网运行情况下，对调速器水头与空载开度协联曲线进行实时自修正自适应的调速器电气控制方法。本发明适用于使用水头与空载开度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，由于调速器水头与空载开度协联曲线设置不合理导致的一系列机组运行问题。
一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，包括以下步骤：
1)、系统初始化，读取主机厂家提供的水头与空载开度协联曲线原始数据。设水头与空载开度协联曲线原始数据表格如表1所示。表中n、i都为正整数，1＜i≤n，Yi为Hi水头对应的空载开度。
表1水头与空载开度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)、检测机组调速器是否初次开机，若是，则屏蔽开机时间超时故障；否则进入步骤6)。
3)、若机组调速器不能进入空载态，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空载开度值，直到机组调速器能正常进入空载态进入步骤4)。
4)、若机组调速器进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，记录当前水头h及空载开度值y。
5)、对水头与空载开度协联曲线表进行初次修正，并解除对开机时间超时故障的屏蔽。
初次修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算实际空载开度和表中空载开度差值。
△Y＝y-y表
③、进入非空载态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的空载开度都增加△Y。
for(i＝1；i≤n；i++)
Yi＝Yi+△Y
④、进入步骤6)。
6)、检测机组调速器是否进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，若是则记录当前水头h及空载开度值y。
7)、对水头与空载开度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对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算表中空载开度和实际空载开度偏差值。
△Y＝y-y表。
③、进入负载态或停机过程或停机备用态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中Hi-1和Hi两个水头对应的空载开度都增加△Y。
Yi＝Yi+△Y；Yi-1＝Yi-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空载开度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空载开度协联曲线自动控制。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空载开度与额定开度的比例系数k取1，空载开度与额定开度的偏移量△y取0％，水头与空载开度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，水头与空载开度协联曲线数据优化过程数据表格如表4所示。优化后，水头与空载开度协联曲线数据与实际值更加接近。
表2水头与空载开度协联曲线原始数据表
60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 120
24.5 23 21.5 20 18.5 17 15.5 14.5 13.5 13 12.5 12 11.5 11 10.8
表3水头与对应水轮机组额定开度值数据表
104.939 110.7 110.1 105.899 106.439
12.356 11.643 11.443 11.906 11.881
表4水头与空载开度协联曲线优化数据表

Claims (4)

1.一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：系统初始化，读取主机厂家提供的水头与空载开度协联曲线原始数据；
步骤2：检测机组调速器是否初次开机，若是，则屏蔽开机时间超时故障；否则进入步骤6；
步骤3：若机组调速器不能进入空载态，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空载开度值，直到机组调速器能正常进入空载态进入步骤4；
步骤4：若机组调速器进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，记录当前水头h及空载开度值y。
步骤5：对水头与空载开度协联曲线表进行初次修正，并解除对开机时间超时故障的屏蔽；
步骤6：检测机组调速器是否进入空载态，且机组频率稳定在50Hz附近时，若是则记录当前水头h及空载开度值y。
步骤7：对水头与空载开度协联曲线表进行实时修正。
通过上述步骤，完成调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制。
2.根据权利要求1所述一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，其特征在于：所述步骤1中，设水头与空载开度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，Yi为Hi水头对应的空载开度；
表1 水头与空载开度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
3.根据权利要求1所述一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，其特征在于：所述步骤5中，初次修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算实际空载开度和表中空载开度差值。
△Y＝y-y表
③、进入非空载态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中H1到Hn每个水头对应的空载开度都增加△Y。
for(i＝1；i≤n；i++)
Yi＝Yi+△Y
④、进入步骤6。
4.根据权利要求1所述一种调速器水头与空载开度协联曲线自修正自适应控制方法，其特征在于：所述步骤7中，实时修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h对应的空载开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，则y表＝Yi-1+(Yi-Yi-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
②、计算表中空载开度和实际空载开度偏差值。
△Y＝y-y表。
③、进入负载态或停机过程或停机备用态时，修正水头与空载开度协联曲线表，表中Hi-1和Hi两个水头对应的空载开度都增加△Y。
Yi＝Yi+△Y；Yi-1＝Yi-1+△Y。
④、返回步骤6。
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