本發(fā)明屬于火力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蒸汽流量判斷汽輪機負荷波動的在線監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行要求也越來越高。低頻振蕩是電力系統(tǒng)面臨的首要穩(wěn)定性問題。低頻振蕩現(xiàn)象常出現(xiàn)在長距離、重負荷輸電線路上，低頻振蕩一旦發(fā)生，將嚴重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，很有可能誘發(fā)連鎖反應(yīng)事故，造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，使大面積用戶停電。

近年來，低頻振蕩事件時有發(fā)生，究其原因，其中電源側(cè)火電機組功率振蕩是誘發(fā)低頻振蕩的主要因素之一，因此研究電源側(cè)火電機組功率振蕩的誘因和防治措施有重要意義。

研究表明，汽輪機閥門實際流量特性與設(shè)計不一致會引起功率周期性波動，然而由于缺乏一種及時、可靠的功率波動在線監(jiān)控手段，發(fā)生波動時運行人員不能及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的抑制措施(例如及時自動地切除機組的有功功率閉環(huán)控制回路、將DEH切為本地“閥位控制”方式運行等)，造成機組異常停機，或當(dāng)功率波動頻率接近電力系統(tǒng)自然振蕩頻率時，造成事故進一步擴大，誘發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機負荷波動在線監(jiān)測方法，以解決火電機組功率波動缺乏及時、可靠的監(jiān)控手段，發(fā)生功率波動時運行人員未能及時發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的抑制措施，導(dǎo)致機組異常停機或引發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩的問題；同時，實時監(jiān)測汽輪機實際閥門流量特性與設(shè)計值的偏離程度，為機組是否需要進行汽輪機閥門流量特性測試與優(yōu)化試驗提供參考。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機負荷波動在線監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取汽輪機熱力特性曲線，熱力特性曲線包括流量功率曲線N＝f(Q)和功率與調(diào)節(jié)級級后壓力曲線N＝f(P)；

步驟2、實時在線獲取機組運行參數(shù)，運行參數(shù)包括汽輪機調(diào)節(jié)汽門指令和實際開度以及調(diào)節(jié)級壓力、溫度，發(fā)電功率；

步驟3、利用步驟2中的實時在線參數(shù)，根據(jù)弗留格爾公式，計算當(dāng)前工況下實際蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁^*、T₁^*、G₀^*為額定工況下調(diào)節(jié)級壓力、調(diào)節(jié)級溫度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁為運行工況下調(diào)節(jié)級壓力、調(diào)節(jié)級溫度和主蒸汽流量。

步驟4、通過特性曲線N＝f(Q)和N＝f(P)，計算當(dāng)前工況下調(diào)節(jié)級壓力P₁對應(yīng)的設(shè)計蒸汽流量G₁^*；

步驟5、計算當(dāng)前工況下實際蒸汽流量與設(shè)計值的偏差占設(shè)計蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步驟6、利用蒸汽流量偏差量對汽輪機負荷波動進行預(yù)判：若Δ≥α(式中α為經(jīng)驗值)，則判斷發(fā)生故障，發(fā)出報警信號，以通知運行人員及時采取抑制措施，防止機組發(fā)生功率振蕩造成機組異常停機或引起電網(wǎng)低頻振蕩，反之，則汽輪機運行正常。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果如下：

本發(fā)明采用通過獲取實時獲取汽輪機調(diào)節(jié)汽門指令和實際開度以及調(diào)節(jié)級壓力、溫度，根據(jù)弗留格爾公式計算實際蒸汽流量和設(shè)計蒸汽流量的差值進行判斷是否發(fā)出報警信息，可實時在線監(jiān)測主蒸汽流量偏差，對汽輪機負荷波動進行預(yù)判，防止因機組功率波動造成機組異常停機或引發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩，促進電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行；同時，該方法對汽輪機組是否需要進行汽輪機閥門流量特性測試與優(yōu)化試驗提供參考，改變傳統(tǒng)機組功率振蕩事故后試驗的被動性，從而進一步減少功率振蕩事件的發(fā)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的監(jiān)測流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施例：一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機負荷波動在線監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取汽輪機熱力特性曲線，熱力特性曲線包括流量功率曲線N＝f(Q)和功率與調(diào)節(jié)級級后壓力曲線N＝f(P)；

步驟2、實時在線獲取機組重要運行參數(shù)，運行參數(shù)包括汽輪機調(diào)節(jié)汽門指令和實際開度以及調(diào)節(jié)級壓力、溫度，發(fā)電功率；

步驟3、利用步驟2中的實時在線參數(shù)，根據(jù)弗留格爾公式，計算當(dāng)前工況下實際蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁^*、T₁^*、G₀^*為額定工況下調(diào)節(jié)級壓力、調(diào)節(jié)級溫度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁為運行工況下調(diào)節(jié)級壓力、調(diào)節(jié)級溫度和主蒸汽流量。

步驟4、通過特性曲線N＝f(Q)和N＝f(P)，計算當(dāng)前工況下調(diào)節(jié)級壓力P₁對應(yīng)的設(shè)計蒸汽流量G₁^*；

步驟5、計算當(dāng)前工況下實際蒸汽流量與設(shè)計值的偏差占設(shè)計蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步驟6、利用蒸汽流量偏差量對汽輪機負荷波動進行預(yù)判：若Δ≥α(式中α為經(jīng)驗值)，則判斷發(fā)生故障，發(fā)出報警信號，以通知運行人員及時采取抑制措施，防止機組發(fā)生功率振蕩造成機組異常停機或引起電網(wǎng)低頻振蕩，反之，則汽輪機運行正常。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。