CN111190105A - 一种发电机组调差系数动态测试系统及测试分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电机组调差系数动态测试系统及测试方法，它包括转速信号采集卡(3)，信号发生器(2)和转速信号测量装置(6)分别通过切换开关(9)与转速信号采集卡(3)相连，转速信号采集卡(3)与功率控制器(4)相连，功率控制器(4)的输出信号端通过测试线与录波仪(1)相连；功率测量装置(10)通过测试线与录波仪(1)相连；功率控制器(4)与原动机进口流量调节阀(5)相连，原动机进口流量调节阀(5)通过管路与原动机(7)相连，原动机(7)与发电机(8)轴相连；能够实现原动机运行中开展转速下降阶跃和上升阶跃测试，最终对数据进行比对判断是否测试合格，分析问题存在的环节。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域，具体涉及一种发电机组调差系数动态测试系统及测试分析方法，
背景技术
调差系数(APCC，Active Power Compensation Coefficient)是电网频率变化与机组功率变化的比值，是发电机组一次调频功能中重要的参数，对维持系统频率的稳定影响很大。带基本负荷机组的调差系数设置较小，而调频机组的调差系数设置较大。
现有技术对发电机组启动前要求完成静态测试并合格，但现有技术对运行中如何动态测试没有相关文献报道；由于发电机组多采用数字电液控制系统控制，牵涉环节多，既有现场测量系统、数据采集系统，也有控制逻辑组态系统等，运行中容易产生故障和异常，且不容易发现，因此，需要一种技术，能够在机组运行中进行动态测试，检查调差系数是否能够正常动作，分析问题存在的环节，保障电网稳定运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种发电机组调差系数动态测试系统及测试分析方法，以便在机组运行中对一次调频系统中调差系数部分进行检查，分析问题存在的环节，对电网稳定运行起到基础保障作用。
本发明的技术方案是：
一种发电机组调差系数动态测试系统，它包括转速信号采集卡，信号发生器和转速信号测量装置分别通过切换开关与转速信号采集卡相连，转速信号采集卡与功率控制器相连，功率控制器的输出信号端通过测试线与录波仪相连；功率测量装置通过测试线与录波仪相连；功率控制器与原动机进口流量调节阀相连，原动机进口流量调节阀通过管路与原动机相连，原动机与发电机轴相连。
原动机为汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机。
所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，它包括：将信号发生器模拟转速信号为ne，ne为原动机额定转速，将切换开关切换为信号发生器至转速信号采集卡，在试验工况下，分别开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试并判断测试是否合格，如果不合格则将切换开关切换为转速测试装置至转速信号采集卡；用功率控制器出口信号重新计算并判断是否合格。
所述在试验工况下，分别开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试并
判断测试是否合格的方法为：
转速下降阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃降到n1，n1表示阶跃后的转速，见下式：
n1∈ne×(1-δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率下限限幅百分比；
功率测量装置输出信号由Pt上升至Pt1，Pt表示试验工况时的功率，Pt1表示转速下降阶跃后的功率输出，用录波仪记录整个过程，根据下式进
行降速阶段调差系数Rdown计算：
信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt；
转速上升阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃升到n2，n2表示阶跃后的转速，见下式：
n2∈ne×(1+δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率上限限幅百分比；
功率测量装置输出信号下降至Pt2，Pt2表示转速上升阶跃后的功率，用录波仪记录整个过程，根据下式进行增速阶段调差系数Rup计算
测试试验的合格标准是：Rdown＝Rup＝R0
R0为设置值。
测试结束，信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt。
所述将切换开关切换为转速测试装置至转速信号采集卡；用功率控制器出口信号重新计算并判断是否合格的方法包括：
用P’t1表示转速下降阶跃后的功率控制器输出，R‘down表示用功率控制器输出计算的降速调差系数，Pt2‘表示转速上升阶跃后的功率控制器输出，R‘up表示用功率控制器输出计算的降速调差系数：
如测试结果合格，说明功率控制器输出到功率测量装置反馈之间的工艺流程环节有问题，如测试结果不合格，说明从转速测量装置输出到功率控制器输出之间的工业流程环节有问题。
所述试验工况选3到4个工况；火电机组要高于最低稳燃工况，水电机组要避开振动区和空化区。
转速模拟信号阶跃后必须保持信号稳定，至功率控制回路输出稳定后方可变化转速模拟信号。
本发明有益效果：
本发明能够实现原动机运行中开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试，通过录波仪对输出反馈情况进行录波分析，根据测试数据计算不同过程的调差系数，最终对数据进行比对判断是否测试合格，分析问题存在的环节，对电网稳定运行起到基础保障作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种发电机组调差系数动态测试系统，1.包括录波仪1、信号发生器2、转速信号采集卡3、功率控制器4、原动机进口流量调节阀5、转速信号测量装置6、原动机7、发电机8、切换开关9、功率测量装置10。转速信号采集卡3通过切换开关9分别与信号发生器2和转速信号测量装置6相连，功率控制器4与转速信号采集卡3相连，功率控制器4的输出信号通过测试线与录波仪1相连；录波仪1同时通过测试线与功率测量装置10相连，接受功率测量装置10输出的实时功率信号；原动机进口流量调节阀5与功率控制器4相连，接受功率控制器4输出信号，调节阀门开度，同时其通过管路与原动机7相连，原动机7与发电机8轴相连。
录波仪采用HDBH6500型。
信号发生器采用33250A型任意波形发生器。
转速信号采集卡采用YAV F407型。
功率控制器和转速信号测量装置采用原动机主机DCS配套型号。
原动机可以是汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机中的任意一种，其做功工质分别为蒸汽、水、燃气、压缩空气。
切换开关保证转速测量装置和信号发生器分别接至转速信号采集卡，且切换过程中无缝切换，防止发生扰动影响机组正常影响。
实施例2：一种发电机组调差系数动态测试系统的测试分析方法，将信号发生器模拟转速信号为ne，ne为原动机额定转速，将切换开关切换为信号发生器至转速信号采集卡，在试验工况下，分别开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试。
转速下降阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃降到n1，n1表示阶跃后的转速，见下式：
n1∈ne×(1-δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率下限限幅百分比。
功率测量装置输出信号由Pt上升至Pt1，Pt表示试验工况时的功率，Pt1表示转速下降阶跃后的功率输出，用录波仪记录整个过程，根据下式进行降速阶段调差系数Rdown计算：
信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt。
转速上升阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃升到n2，n2表示阶跃后的转速，见下式：
n2∈ne×(1+δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率上限限幅百分比。
功率测量装置输出信号下降至Pt2，Pt2表示转速上升阶跃后的功率，用录波仪记录整个过程，根据式(2)进行增速阶段调差系数Rup计算。
测试试验的合格标准是：Rdown＝Rup＝R0。
R0为设置值。
测试结束，信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt。
将切换开关切换为转速测试装置至转速信号采集卡。
如所述的测试结果不合格，则用功率控制器出口信号重新计算，P’t1表示转速下降阶跃后的功率控制器输出，R‘down表示用功率控制器输出计算的降速调差系数，Pt2‘表示转速上升阶跃后的功率控制器输出，R‘up表示用功率控制器输出计算的降速调差系数：
如测试结果合格，说明功率控制器输出到功率测量装置反馈之间的工艺流程环节有问题，如测试结果不合格，说明从转速测量装置输出到功率控制器输出之间的工业流程环节有问题，可以进行有针对性的检查。
试验工况为3～4个工况，覆盖机组正常运行范围且具有典型性。火电机组要高于最低稳燃工况，水电机组要避开振动区和空化区，防止机组运行工况恶化。
转速模拟信号阶跃后必须保持信号稳定，至功率控制回路输出稳定后方可变化转速模拟信号。确保试验结果反应整个调节过程，保证试验的真实性和可靠性。
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 (7)
1.一种发电机组调差系数动态测试系统，它包括转速信号采集卡(3)，其特征在于：信号发生器(2)和转速信号测量装置(6)分别通过切换开关(9)与转速信号采集卡(3)相连，转速信号采集卡(3)与功率控制器(4)相连，功率控制器(4)的输出信号端通过测试线与录波仪(1)相连；功率测量装置(10)通过测试线与录波仪(1)相连；功率控制器(4)与原动机进口流量调节阀(5)相连，原动机进口流量调节阀(5)通过管路与原动机(7)相连，原动机(7)与发电机(8)轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组调差系数动态测试系统，其特征在于：原动机为汽轮机、水轮机、燃气轮机或压缩空气储能膨胀机。
3.如权利要求1所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，它包括：将信号发生器模拟转速信号为ne，ne为原动机额定转速，将切换开关切换为信号发生器至转速信号采集卡，在试验工况下，分别开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试并判断测试是否合格，如果不合格则将切换开关切换为转速测试装置至转速信号采集卡；用功率控制器出口信号重新计算并判断是否合格。
4.根据权利要求3所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，其特征在于：所述在试验工况下，分别开展转速下降阶跃测试和转速上升阶跃测试并判断测试是否合格的方法为：
转速下降阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃降到n1，n1表示阶跃后的转速，见下式：
n1∈ne×(1-δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率下限限幅百分比；
功率测量装置输出信号由Pt上升至Pt1，Pt表示试验工况时的功率，Pt1表示转速下降阶跃后的功率输出，用录波仪记录整个过程，根据下式进行降速阶段调差系数Rdown计算：
信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt；
转速上升阶跃测试：用信号发生器将转速模拟信号从ne阶跃升到n2，n2表示阶跃后的转速，见下式：
n2∈ne×(1+δ×lp)
式中，δ为电网要求设置调差系数，lp为电网功率上限限幅百分比；
功率测量装置输出信号下降至Pt2，Pt2表示转速上升阶跃后的功率，用录波仪记录整个过程，根据下式进行增速阶段调差系数Rup计算
测试试验的合格标准是：Rdown＝Rup＝R0
R0为设置值。
测试结束，信号发生器将转速模拟信号恢复为ne；机组功率恢复Pt。
5.根据权利要求3所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，其特征在于：所述将切换开关切换为转速测试装置至转速信号采集卡；用功率控制器出口信号重新计算并判断是否合格的方法包括：
用P’t1表示转速下降阶跃后的功率控制器输出，R‘down表示用功率控制器输出计算的降速调差系数，P‘t2表示转速上升阶跃后的功率控制器输出，R‘up表示用功率控制器输出计算的降速调差系数：
如测试结果合格，说明功率控制器输出到功率测量装置反馈之间的工艺流程环节有问题，如测试结果不合格，说明从转速测量装置输出到功率控制器输出之间的工业流程环节有问题。
6.根据权利要求3所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，其特征在于：所述试验工况选3到4个工况；火电机组要高于最低稳燃工况，水电机组要避开振动区和空化区。
7.根据权利要求3所述的一种发电机组调差系数动态测试系统的测试方法，其特征在于：转速模拟信号阶跃后必须保持信号稳定，至功率控制回路输出稳定后方可变化转速模拟信号。
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|---|---|---|---|---|
| CN114839399A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-02 | 贵州电网有限责任公司 | 一种一次调频转速测量装置分辨率校核系统及方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108760996A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-11-06 | 贵州电网有限责任公司 | 一种压缩空气储能调差系数静态测试系统及其测试方法 |
| CN108872851A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-11-23 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于测量发电机电压调差率的方法及系统 |
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- 2020-03-03 CN CN202010139395.9A patent/CN111190105A/zh active Pending
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