CN112651117B - 一种水电机组导叶动态分段关闭方法 - Google Patents

一种水电机组导叶动态分段关闭方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水电机组导叶动态分段关闭方法，该方法为：机组并网正常运行过程中，机组额定工况下接力器调节保证计算求得拐点，机组并网运行时，通过采集系统实时采集当前机组参数值，在某些负荷工况下运行时，通过当前机组参数值计算拐点的动态变化值，将获得的动态拐点作为在不同负荷下和不同水头及压力下的最优关闭拐点，计算的动态拐点包括功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点和和根据功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点计算的综合拐点。本发明获得在不同负荷下，不同水头及压力下的最优关闭拐点，实现机组出现甩负荷等故障时的最佳关闭，从而让水电机组确保电力系统的频率稳定性。

Description

一种水电机组导叶动态分段关闭方法
技术领域
本发明属于水电机组导叶关闭技术领域，具体涉及一种水电机组导叶动态分段关闭方法。
背景技术
随着大型水电机组的建设，水电机组在电网中的占比也在不断的提高，水电机组影响电力系统的频率稳定性的问题也逐渐体现出来。当机组本身或者系统线路等出现故障时，水电机组应根据情况需求采取相应操作，机组甩负荷是相应应对措施之一。水电机组在甩负荷的过程中，由于受水工结构、引水管道、机组转动惯性、水流惯性等各方面的影响，当导叶快速关闭时会引起机组压力钢管水压升高，同时机组转速也相应升高。在水电站水力过渡过程计算中,限制水击压力升高与限制机组转速升高的要求,把导叶(接力器)的紧急关闭过程设置为几段关闭速率。选择合适的关闭、开启时间，这是最主要的方法。其次就是研究最优调节规律，尤其是关闭规律，由此可以看出分段关闭方法在水电站有着广泛的应用。
目前水电站应用的分段关闭的规律基本上都是根据调保计算，计算出来的100％导叶下(或满负荷下)关闭规律,同时给出的快速关闭时间、慢速关闭时间、拐点等相应参数，但是这些参数都是一个在满负荷情况下，其上游水位，蜗壳进口压力、机组所带的负荷都是在额定工况下求得的固定值最优值。这样虽然可以满足在额定负荷的机组调节保证计算要求，但是当机组部分负荷时，当机组上游水库水位发生变化时，不同时期机组水位发生较大变化时，机组甩负荷的工况很难到达一个最优关闭过渡工况，因此本发明提出一种动态调节的水电机组导叶动态分段关闭方法是非常有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种水电机组导叶动态分段关闭方法，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种水电机组导叶动态分段关闭方法，该方法为：机组并网正常运行过程中，y(i)为机组当前导叶开度值(单位％)，h(i)为机组当前上游水位值(单位m)，d(i)为机组当前蜗壳进口压力(单位kpa)，p(i)为机组当前有功功率(单位MW)，机组额定有功功率pg，机组额定工况上游水位hg，机组额定工况蜗壳进口压力dg，机组额定工况下接力器调节保证计算求得拐点为yg，机组并网运行时，通过采集系统实时采集当前各个参数值进行计算，在某些负荷工况下运行时，对拐点的动态变化计算：
(1)功率负荷拐点计算
Figure BDA0002848478200000021
其中：yp为负荷动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kp1，kp2分别为负荷影响拐点系数；
pi为机组当前有功功率。
(2)水头影响拐点计算
Figure BDA0002848478200000022
其中：yh为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kh1，kh2分别为水头影响拐点系数；
hi为机组当前有功功率。
(3)压力影响拐点计算
Figure BDA0002848478200000031
其中：yd为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kd1，kd2分别为水头影响拐点系数；
di为机组当前有功功率。
(4)综合拐点计算
yg(i)＝k1·yp+k2·yh+k3·yd
其中：yg(i)为综合计算拐点值；
yp为负荷动态拐点计算值；
yh为水头动态拐点计算值；
yd为水头动态拐点计算值；
k1为负荷拐点系数；
k2为水头拐点系数；
k3为压力拐点系数。
通过计算求得，在不同负荷下，不同水头及压力下的最优关闭拐点。计算公式中不同计算系数k可根据不同机组进行设置，可以通过现场试验或模拟仿真试验进行确定修正。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过计算动态变化的功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点和综合拐点，获得在不同负荷下，不同水头及压力下的最优关闭拐点，实现机组出现甩负荷等故障时的最佳关闭，从而让水电机组确保电力系统的频率稳定性，有效解决目前水电机组一般采用的导叶关闭规律为相对固定拐点的关闭方式在当机组出现甩负荷等故障时并不能让机组转速和水压上升保持在一个最优情况下的问题。
附图说明
图1为本发明判断计算流程图；
图2为不同分段点的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：一种水电机组导叶动态分段关闭方法，该方法为：机组并网正常运行过程中，y(i)为机组当前导叶开度值(单位％)，h(i)为机组当前上游水位值(单位m)，d(i)为机组当前蜗壳进口压力(单位kpa)，p(i)为机组当前有功功率(单位MW)，机组额定有功功率pg，机组额定工况上游水位hg，机组额定工况蜗壳进口压力dg，机组额定工况下接力器调节保证计算求得拐点为yg，机组并网运行时，通过采集系统实时采集当前各个参数值进行计算，在某些负荷工况下运行时，对拐点的动态变化计算：
(1)功率负荷拐点计算
Figure BDA0002848478200000041
其中：yp为负荷动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kp1，kp2分别为负荷影响拐点系数；
pi为机组当前有功功率。
(2)水头影响拐点计算
Figure BDA0002848478200000051
其中：yh为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kh1，kh2分别为水头影响拐点系数；
hi为机组当前有功功率。
(3)压力影响拐点计算
Figure BDA0002848478200000052
其中：yd为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kd1，kd2分别为水头影响拐点系数；
di为机组当前有功功率。
(5)综合拐点计算
yg(i)＝k1·yp+k2·yh+k3·yd
其中：yg(i)为综合计算拐点值；
yp为负荷动态拐点计算值；
yh为水头动态拐点计算值；
yd为水头动态拐点计算值；
k1为负荷拐点系数；
k2为水头拐点系数；
k3为压力拐点系数。
通过计算求得，在不同负荷下，不同水头及压力下的最优关闭拐点。计算所有公式中不同计算系数k可根据不同机组进行设置，可以通过现场试验或模拟仿真试验进行确定修正。
本发明通过计算动态变化的功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点和综合拐点，获得在不同负荷下，不同水头及压力下的最优关闭拐点，实现机组出现甩负荷等故障时的最佳关闭，从而让水电机组确保电力系统的频率稳定性，有效解决目前水电机组一般采用的导叶关闭规律为相对固定拐点的关闭方式在当机组出现甩负荷等故障时、导叶在相应段以相应固定的速度进行导叶的关闭控制、这种在部分负荷进行甩负荷时并不能让机组转速和水压上升保持在一个最优情况下的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种水电机组导叶动态分段关闭方法，其特征在于：该方法为：机组并网正常运行过程中，机组额定工况下接力器调节保证计算求得拐点为yg，机组并网运行时，通过采集系统实时采集当前机组参数值，在某些负荷工况下运行时，通过当前机组参数值计算拐点的动态变化，将获得的动态拐点作为在不同负荷下和不同水头及压力下的最优关闭拐点；
计算的动态拐点包括功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点和和根据功率负荷拐点、水头影响拐点、压力影响拐点计算的综合拐点；
计算功率负荷拐点：
Figure FDA0003952577330000011
其中：yp为负荷动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kp1，kp2分别为负荷影响拐点系数；
pi为机组当前有功功率；
计算水头影响拐点：
Figure FDA0003952577330000012
其中：yh为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kh1，kh2分别为水头影响拐点系数；
hi为机组当前有功功率；
计算压力影响拐点：
Figure FDA0003952577330000021
其中：yd为水头动态拐点计算值；
yg为额定工况下调节保证计算拐点值；
kd1，kd2分别为水头影响拐点系数；
di为机组当前有功功率；
计算综合拐点：
yg(i)＝k1·yp+k2·yh+k3·yd
其中：yg(i)为综合计算拐点值；
yp为负荷动态拐点计算值；
yh为水头动态拐点计算值；
yd为水头动态拐点计算值；
k1为负荷拐点系数；
k2为水头拐点系数；
k3为压力拐点系数。
2.根据权利要求1所述的一种水电机组导叶动态分段关闭方法，其特征在于：拐点系数根据不同机组进行设置。
3.根据权利要求2所述的一种水电机组导叶动态分段关闭方法，其特征在于：拐点系数通过现场试验或模拟仿真试验进行确定修正。
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