CN113013897B - 一种水电机组导叶机械死区补偿方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水电机组导叶机械死区补偿方法及装置，通过测得接力器与导叶传递系统的导叶机械死区，并根据水电机组不同的有功功率控制导叶始终处于导叶机械死区的正中间；当需要进行一次调频时，首先对一次调频动作量进行动作量的补偿，然后根据补偿后的一次调频动作量控制导叶运动，避免水电机组由于一次调频功率动作量不够而被调度考核。当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量Y控制导叶回调，使得导叶始终处于导叶机械死区的中间位置，保证水电机组能够按照正常的功率动作量响应电网频率的变化，同时也可以适当延长机组的大修周期，当水电机组其它部件出现问题时结合大修一并处理。

Description

一种水电机组导叶机械死区补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及水电站自动控制技术领域，具体涉及一种水电机组导叶机械死区补偿方法及装置。
背景技术
水电机组的活动导叶采用接力器驱动，接力器带动控制环旋转，控制环转动时带动导叶连杆，导叶连杆连接到拐臂，拐臂固定在导叶轴上。在实际运行中，水电机组大都采用开度调节模式，当电网频率超过水电机组一次调频死区时，存在导叶机械死区的水电机组接力器需要先走一段空行程后才能带动导叶动作，就会出现调速器虽然响应电网频率进行调节，接力器动作但导叶实际未动作，水电机组出力未能按照电网的需求进行调节而被调度考核。
发明内容
本发明要解决的技术问题现有水电机组一次调频功率动作量不够而被调度考核，因此，本发明提供一种水电机组导叶机械死区补偿方法，通过对导叶动作量补偿，使机组能够按照正常的功率动作量来响应频率的变化，避免水电机组由于一次调频功率动作量不够而被调度考核。
本发明通过下述技术方案实现：
一种水电机组导叶机械死区补偿方法，包括机组并网执行的如下步骤：
获取机组有功功率并根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X；
当所述机组有功功率进行调整后，控制所述导叶按照预设动作量Y回调，以使所述导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置；
当获取到一次调频动作指令时，对所述一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从所述导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动；
当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制所述导叶从运动方向运动停止的位置回调至所述导叶机械死区的中间位置；
其中，对一次调频动作量补偿的动作量为导叶死区的一半。
进一步地，所述根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X，包括：
根据所述机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得所述导叶走完运动方向的空间隙；
当所述导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得所述水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
进一步地，所述预设动作量Y为导叶机械死区X的一半，即Y＝X/2。
一种水电机组导叶机械死区补偿装置，包括：
导叶机械死区确定模块，用于获取机组有功功率并根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X；
导叶回调模块，用于当所述机组有功功率进行调整后，控制所述导叶按照预设动作量Y回调，以使所述导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置；
导叶一次调频补偿模块，用于当获取到一次调频动作指令时，对所述一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从所述导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动；
导叶一次调频复归模块，用于当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制所述导叶从运动方向运动停止的位置回调至所述导叶机械死区的中间位置；
其中，对一次调频动作量补偿的动作量为导叶死区的一半。
进一步地，所述导叶机械死区确定模块包括：
导叶空间隙运动单元，用于根据所述机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得所述导叶走完运动方向的空间隙；
导叶阶跃试验单元，用于当所述导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得所述水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
本发明提供了一种水电机组导叶机械死区补偿方法及装置，通过测得接力器与导叶传递系统的导叶机械死区，并根据水电机组不同的有功功率控制导叶始终处于导叶机械死区的正中间；当需要进行一次调频时，首先对一次调频动作量进行动作量的补偿，然后根据补偿后的一次调频动作量控制导叶运动，避免水电机组由于一次调频功率动作量不够而被调度考核。当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量Y控制导叶回调，使得导叶始终处于导叶机械死区的中间位置，保证水电机组能够按照正常的功率动作量响应电网频率的变化，同时也可以适当延长机组的大修周期，当水电机组其它部件出现问题时结合大修一并处理。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种水电机组导叶机械死区补偿方法的流程图。
图2为图1中步骤S10的一具体流程图。
图3为本发明一种水电机组导叶机械死区补偿装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种水电机组导叶机械死区补偿方法，具体包括机组并网执行的如下步骤：
S10：获取机组有功功率并根据机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X。
具体地，机组有功功率根据实际情况设定，一般根据额定功率设定，如额定功率的80％、70％或60％。
S20：当机组有功功率进行调整后，控制导叶按照预设动作量Y回调，以使导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置。
具体地，由于机组有功功率会根据实际情况进行调整，因此，在机组有功功率进行调整后，机组并网会控制导叶按照预设动作量Y回调，以使导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置。本实施例将预设动作量Y为导叶机械死区X的一半，即Y＝X/2，
S30：当获取到一次调频动作指令时，对一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动。
具体地，本实施例中的导叶的运动方向包括开放向和关方向，导叶的具体运动方向根据实际情况设定，在此不做限定。
另外，本实施例对一次调频动作量进行补偿的动作量为导叶死区的一半，以使水电机组能够按照正常的功率动作量来响应电网频率的变化，避免水电机组由于一次调频功率动作量不够而被调度考核。
S40：当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制导叶从运动方向运动停止的位置回调至导叶机械死区的中间位置。
具体地，当一次调频动作需要复归时，机组并网根据补偿的动作量(即导叶机械死区的一半)控制导叶从步骤S40导叶在运动方向运动停止的位置回调至导叶机械死区的中间位置，以使导叶始终处于导叶机械死区的正中间，保证水电机组能够按照正常的功率动作量响应电网频率的变化，同时也可以适当延长机组的大修周期，当水电机组其它部件出现问题时结合大修一并处理。
进一步地，如图2所示，步骤S10，根据机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X，具体包括如下步骤：
S11：根据机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得导叶走完运动方向的空间隙。
具体地，本实施例中的运动方向包括开放向和关方向，机组并网可以根据实际情况控制导叶朝开方向运动或朝关方向运动。
S12：当导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
具体地，当导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，即导叶走完开方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝关方向进行导叶阶跃试验；导叶走完关方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝开方向进行导叶阶跃试验。
本实施例首先可将阶跃量按照从小到大的顺序(1-3)和较大的控制精度(如1)进行第一次阶跃试验，即阶跃量为1、2、3时分别做一次阶跃试验，当阶跃量使得水电机组的有功功率出现变化时(如3)，则对阶跃量缩小范围(如2-3)；然后逐渐减小阶跃量的控制精度，重复上述步骤进行阶跃试验；最后根据最小的控制精度(如0.2)进行最后一次阶跃试验，当阶跃量使得水电机组的有功功率出现变化时(如2.8)，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种与实施例1一种水电机组导叶机械死区补偿方法一一对应的水电机组导叶机械死区补偿装置，包括：
导叶机械死区确定模块10，用于获取机组有功功率并根据机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X；
导叶回调模块20，用于当机组有功功率进行调整后，控制导叶按照预设动作量Y回调，以使导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置；
导叶一次调频补偿模块30，用于当获取到一次调频动作指令时，对一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动；
导叶一次调频复归模块40，用于当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制导叶从运动方向运动停止的位置回调至导叶机械死区的中间位置；
其中，对一次调频动作量补偿的动作量为导叶死区的一半。
进一步地，导叶机械死区确定模块10包括导叶空间隙运动单元和导叶阶跃试验单元。
导叶空间隙运动单元，用于根据机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得导叶走完运动方向的空间隙；
导叶阶跃试验单元，用于当导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水电机组导叶机械死区补偿方法，其特征在于，包括机组并网执行的如下步骤：
获取机组有功功率并根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X；
当所述机组有功功率进行调整后，控制所述导叶按照预设动作量Y回调，以使所述导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置；
当获取到一次调频动作指令时，对所述一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从所述导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动；
当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制所述导叶从运动方向运动停止的位置回调至所述导叶机械死区的中间位置；
其中，对一次调频动作量补偿的动作量为导叶死区的一半；
所述根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X，包括：
根据所述机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得所述导叶走完运动方向的空间隙；
当所述导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得所述水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
2.根据权利要求1所述的一种水电机组导叶机械死区补偿方法，其特征在于，所述预设动作量Y为导叶机械死区X的一半，即Y＝X/2。
3.一种水电机组导叶机械死区补偿装置，其特征在于，包括：
导叶机械死区确定模块，用于获取机组有功功率并根据所述机组有功功率控制导叶运动，得到导叶机械死区X；
导叶回调模块，用于当所述机组有功功率进行调整后，控制所述导叶按照预设动作量Y回调，以使所述导叶始终处于导叶机械死区X的中间位置；
导叶一次调频补偿模块，用于当获取到一次调频动作指令时，对所述一次调频动作指令携带的一次调频动作量进行动作量的补偿，并根据补偿后的一次调频动作量控制导叶从所述导叶机械死区X的中间位置向运动方向运动；
导叶一次调频复归模块，用于当获取到一次调频动作复归指令时，则根据补偿的动作量控制所述导叶从运动方向运动停止的位置回调至所述导叶机械死区的中间位置；
其中，对一次调频动作量补偿的动作量为导叶死区的一半；
所述导叶机械死区确定模块包括：
导叶空间隙运动单元，用于根据所述机组有功功率控制导叶朝运动方向运动，使得所述导叶走完运动方向的空间隙；
导叶阶跃试验单元，用于当所述导叶走完运动方向的空间隙后，按照从小到大的阶跃量控制导叶朝与运动方向相反的方向进行导叶阶跃试验，当阶跃量使得所述水电机组的有功功率出现变化时，则将当前的阶跃量确定为导叶机械死区X。
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