CN109854438B - 一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法，该方法为：该方法为：设置水电机组的振动区周围的下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}和上临界振动区{P_{v_u},P_{s_u}}范围，基于综合稳定性指数阈值对比，构建了根据临界振动区边界和振动区边界确定允许持续运行时间的方法。本发明解决了目前对水轮发电机组没有定义临界振动区范围、没有确定临界振动区允许持续运行时间的问题。

Description

一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法

技术领域

本发明属于水力发电技术领域，具体涉及一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法。

背景技术

水轮机在偏离最优运行工况时,其水轮机内部水流流态变坏,转轮出口水流具有一定的环量，由此在尾水管内形成不稳定的涡带，从而产生压力脉动和水轮机功率脉动。过大的压力脉动可以引起机组振动，危害机组安全稳定运行，这就是机组振动区的来源。因此，在振动区是禁止机组运行的，而稳定运行区，则机组可以长期运行。

临界振动负荷区是靠近振动区附近的负荷区域，未见相关文献进行研究探讨。在这个负荷区下，机组可以运行，但是不能长时间运行，需要受控运行，负荷分配程序必须定期地检查在临界振动区运行的机组，当在临界运行区运行的机组持续运行时间达到运行上限时，负荷分配程序必须将该机组从临界振动区调整到稳定运行区。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法，以解决目前对水轮发电机组没有定义临界振动区范围、没有确定临界振动区连续运行时间的问题。

本发明采取的技术方案为：一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法，该方法为：设置水电机组的振动区周围的下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}和上临界振动区{P_{v_u},P_{s_u}}范围，采用综合稳定性指数阈值对比，根据临界振动区边界和振动区边界确定允许持续运行时间，具体步骤如下：

第一步、设置振动区{P_{v_l}，P_{v_u}}，P_{v_l}为振动区下限负荷值，P_{v_u}为振动区上限负荷值；

第二步、设置稳定负荷区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}，P_{s_l}为临界振动区下限值，P_{s_u}为临界振动区上限值，{P_{s_l},P_{v_l}}为下临界振动区，{P_{v_u},P_{s_u}}为上临界振动区；

第三步、设定L的阈值L^min为0.2，L为电站机组的综合稳定性指数，数值越高，表明机组的运行稳定性越大，当L小于阈值L^min(0.2)表示严重偏离允许运行区，L大于等于1.0表示运行在稳定区，其中间值为表示机组运行在临界振动区，其时间控制函数原型为:

上式中：T为某机组在某负荷下,根据临界振动区边界和振动区边界确定的持续运行时间,单位为分钟；

第四步、针对下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}，设定当前负荷为P，P∈{P_{s_l},P_{v_l}}，即P位于由P_{s_l}和P_{v_l}之间的临界振动区，那么有：

第五步、针对上临界振动区，设定当前负荷为P，P∈{P_{v_u},P_{s_u}}，P位于由P_{v_u}和P_{s_u}之间的临界振动区，那么有：

第六步、当机组负荷P运行在临界振动区时，开始计时，当持续运行时间t≥T时，调整机组负荷P到稳定运行区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明设置水电机组的振动区周围的下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}和上临界振动区{P_{v_u},P_{s_u}}范围，采用综合稳定性指数阈值对比，根据临界振动区边界和振动区边界确定允许持续运行时间的计算方法，解决了目前对水轮发电机组没有定义临界振动区范围、没有确定临界振动区连续运行时间的问题。

附图说明

图1为本发明的临界振动区示意图；

图2为负荷-时间曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法，该方法为：设置水电机组的振动区周围的下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}和上临界振动区{P_{v_u},P_{s_u}}范围，采用综合稳定性指数阈值对比，根据临界振动区边界和振动区边界确定允许持续运行时间，具体步骤如下：

第一步、设置振动区{P_{v_l}，P_{v_u}}，P_{v_l}为振动区下限负荷值，P_{v_u}为振动区上限负荷值；

第二步、设置稳定负荷区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}，P_{s_l}为临界振动区下限值，P_{s_u}为临界振动区上限值，{P_{s_l},P_{v_l}}为下临界振动区，{P_{v_u},P_{s_u}}为上临界振动区，如图1所示；

第三步、设定L的阈值L^min为0.2，L为电站机组的综合稳定性指数，数值越高，表明机组的运行稳定性越大，当L小于阈值L^min(0.2)表示严重偏离允许运行区，L大于等于1.0表示运行在稳定区，其中间值为表示机组运行在临界振动区，其时间控制函数原型为:

上式中：T为某机组在某负荷下,根据临界振动区边界和振动区边界确定的持续运行时间,单位为分钟；

第四步、针对下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}，设定当前负荷为P，P∈{P_{s_l},P_{v_l}}，即P位于由P_{s_l}和P_{v_l}之间的临界振动区，那么有：

第五步、针对上临界振动区，设定当前负荷为P，P∈{P_{v_u},P_{s_u}}，P位于由P_{v_u}和P_{s_u}之间的临界振动区，那么有：

第六步、当机组负荷P运行在临界振动区时，开始计时，当持续运行时间t≥T时，调整机组负荷P到稳定运行区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}。

下表是负荷P几个典型值下对应的T值(其中振动区的下边界P_{v_l}＝10MW，临界振动区的下边界P_{s_l}＝8MW)：

序号	P负荷(MW)	T(分钟)
			1	8.1	408
2	8.2	190
			3	8.4	82
4	8.6	47
			5	8.8	30
6	9	20
			7	9.2	14
8	9.4	10
			9	9.6	0
10	9.8	0
			11	10	0

上述表格对应曲线如下如图2所示(横坐标为负荷P)。

从图2曲线和表格可以看到，机组负荷P越靠近振动区边界，在临界区允许单次运行时间越短，越远离振动区边界，在临界区允许单次运行时间越长。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种发电机组临界振动区的持续运行时间控制方法，其特征在于：该方法为：设置水电机组的振动区周围的下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}和上临界振动区{P_{v_u},P_{s_u}}范围，采用综合稳定性指数阈值对比，根据临界振动区边界和振动区边界确定允许持续运行时间，具体步骤如下：

第一步、设置振动区{P_{v_l}，P_{v_u}}，P_{v_l}为振动区下限负荷值，P_{v_u}为振动区上限负荷值；

第二步、设置稳定负荷区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}，P_{s_l}为临界振动区下限值，P_{s_u}为临界振动区上限值，{P_{s_l},P_{v_l}}为下临界振动区，{P_{v_u},P_{s_u}}为上临界振动区；

第三步、设定L的阈值L^min为0.2，L为电站机组的综合稳定性指数，数值越高，表明机组的运行稳定性越大，当L小于阈值L^min表示严重偏离允许运行区，L大于等于1.0表示运行在稳定区，其中间值为表示机组运行在临界振动区，其时间控制函数原型为:

上式中：T为某机组在某负荷下,根据临界振动区边界和振动区边界确定的持续运行时间,单位为分钟；

第四步、针对下临界振动区{P_{s_l},P_{v_l}}，设定当前负荷为P，P∈{P_{s_l},P_{v_l}}，即P位于由P_{s_l}和P_{v_l}之间的临界振动区，那么有：

第五步、针对上临界振动区，设定当前负荷为P，P∈{P_{v_u},P_{s_u}}，P位于由P_{v_u}和P_{s_u}之间的临界振动区，那么有：

第六步、当机组负荷P运行在临界振动区时，开始计时，当持续运行时间t≥T时，调整机组负荷P到稳定运行区{(＜P_{s_l})∪(＞P_{s_u})}。

Images