一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水輪發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)，尤其涉及一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí) 間常數(shù)測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水電機(jī)組在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著調(diào)峰調(diào)頻的重要作用，水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的性能優(yōu) 劣直接影響著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為了保證電廠與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要進(jìn)行電力 系統(tǒng)的穩(wěn)定性計(jì)算與分析，因而必須建立水輪機(jī)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型，使仿真模型與實(shí) 際設(shè)備相吻合，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性計(jì)算與分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。在建立水輪機(jī)及調(diào)節(jié)系 統(tǒng)的仿真模型過程中，水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)是建模過程中的重要參數(shù)，而 目前一般的調(diào)速器試驗(yàn)則無法對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，這樣無法使仿真模型與實(shí)際設(shè)備相吻 合，大大的影響了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算的精確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：提供一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試 方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的水電機(jī)組調(diào)速器試驗(yàn)無法對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù) 進(jìn)行有效測(cè)量，使得水輪機(jī)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型與實(shí)際設(shè)備不相吻合，影響了電力系統(tǒng) 穩(wěn)定性計(jì)算的精確性等問題。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案： 一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，它包括： 步驟1、確定安全操作條件； 步驟2、模擬調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行并設(shè)為自動(dòng)運(yùn)行方式； 步驟3、將調(diào)速器的比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KP設(shè)置為最大值，積分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)K:為最小 值，微分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KD為最小值，設(shè)置永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)為0 ; 步驟4、設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器的人工轉(zhuǎn)速死區(qū)為0,人工開度死區(qū)為0 ; 步驟5、確定主配關(guān)方向位移最小值:^、主配開方向最大值位移:、導(dǎo)葉開度最小 值靜*?:、導(dǎo)葉開度最大值藤和主配中間位置波:； 步驟6、將導(dǎo)葉開度反饋信號(hào)修改為一固定數(shù)值； 步驟7、確定主配位移寫和導(dǎo)葉開度變化曲線; 步驟8、擬合曲線； 步驟9、通過擬合曲線計(jì)算主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)。
[0005] 步驟1所述的確定安全操作條件它包括確定水輪機(jī)引水隧洞進(jìn)水口工作閘門落 下，工作閘門操作油源關(guān)閉，蝸殼排水無水壓，并將水輪機(jī)調(diào)速器操作油源打開，接力器鎖 錠拔出。
[0006] 步驟2所述的模擬調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行，其模擬方法為：在調(diào)速器上短接機(jī)組主開關(guān) "閉合"信號(hào)線。
[0007] 步驟5所述數(shù)值的確定方法為：投入緊急停機(jī)電磁閥，記錄主配關(guān)方向位移最小 值，水輪機(jī)導(dǎo)葉開度最小值;通過調(diào)速器給定水輪機(jī)導(dǎo)葉開度100%，記錄主配開方 向最大值位移及水輪機(jī)導(dǎo)葉開度最大值_丨；復(fù)位緊急停機(jī)電磁閥，待導(dǎo)葉開度達(dá)到 穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄主配中間位置政。
[0008] 步驟7所述主配位移%和導(dǎo)葉開度變化曲線的確定方法為：通過控制裝置向 電液轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)輸出階躍信號(hào)，同時(shí)通過記錄儀記錄在主接力器速度穩(wěn)定時(shí)的主配位移霉 和導(dǎo)葉開度變化曲線1^(1);增加階躍信號(hào)值，記錄各個(gè)階躍信號(hào)值對(duì)應(yīng)的主配位移和導(dǎo) 葉開度變化曲線，最終使主配位移達(dá)到開關(guān)方向的最大位移。
[0009] 步驟8所述擬合曲線方法為：根據(jù)記錄的主配位移_和導(dǎo)葉開度變化曲線， 以主接力器移動(dòng)速度&做為Y軸，以主配位移的相對(duì)位移做為X軸，擬合曲線； 步驟9所述的通過擬合曲線計(jì)算主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)的方法為：通過一次方程對(duì)曲 線進(jìn)行擬合得到公式= 即可計(jì)算出主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)每=@。 ...
[0010] 本發(fā)明的有益效果： 通過本發(fā)明測(cè)出的主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)_，反映了主配位移與主接力器速度之間 關(guān)系，是水輪發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型中執(zhí)行機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)的重要參數(shù)。該參數(shù)對(duì)因系 統(tǒng)頻率變化的主接力器動(dòng)作的精確仿真至關(guān)重要，如該參數(shù)不準(zhǔn)確，可造成原動(dòng)機(jī)仿真輸 出有功功率出現(xiàn)較大偏差，最終對(duì)整個(gè)系統(tǒng)仿真造成較大影響。通過本發(fā)明可以準(zhǔn)確測(cè)量 主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)便于實(shí)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)精確建模及仿真。通過本發(fā)明提高了電力系 統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算的精確性，為構(gòu)建智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)電源點(diǎn)精確建模仿真提供重要依 據(jù)；解決了現(xiàn)有技術(shù)的水電機(jī)組調(diào)速器試驗(yàn)無法對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)進(jìn) 行有效測(cè)量，使得水輪機(jī)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型與實(shí)際設(shè)備不相吻合，影響了電力系統(tǒng)穩(wěn) 定性計(jì)算的精確性等問題。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明擬合曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，它包括下述步驟： 步驟1、確定水輪機(jī)引水隧洞進(jìn)水口工作閘門落下，工作閘門操作油源關(guān)閉，蝸殼排水 無水壓，并將水輪機(jī)調(diào)速器操作油源打開，接力器鎖錠拔出；此步驟是為了保證后繼步驟進(jìn) 行的安全措施，通過落下進(jìn)水口工作閘門，確保水輪機(jī)引水隧洞、壓力鋼管和水輪機(jī)蝸殼內(nèi) 無水壓，在水輪機(jī)導(dǎo)葉動(dòng)作時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013] 步驟2、在調(diào)速器上短接機(jī)組主開關(guān)"閉合"信號(hào)線，以便模擬出調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行狀 態(tài)，并將調(diào)速器切為"自動(dòng)"運(yùn)行方式； 步驟3、設(shè)置調(diào)速器的比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KP為最大值，積分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)K:為最小值， 微分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KD為最小值，設(shè)置永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)為0 ;通過上述參數(shù)設(shè)置，僅保留了比例 放大環(huán)節(jié)，消除了積分環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)對(duì)測(cè)試結(jié)果的干擾。
[0014] 步驟4、設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器的人工轉(zhuǎn)速死區(qū)為0,人工開度死區(qū)為0 ;消除死區(qū)設(shè)置 環(huán)節(jié)對(duì)測(cè)試的干擾。
[0015] 步驟5、投入緊急停機(jī)電磁閥，記錄主配關(guān)方向位移最小值@，水輪機(jī)導(dǎo)葉開度 也叫主接力器行程的最小值^to:;本實(shí)施例中導(dǎo)葉開度等同于主接力器行程，二者在數(shù)值 上一致。
[0016] 步驟6、通過調(diào)速器給定導(dǎo)葉開度100%，記錄主配開方向最大值位移及水輪機(jī) 導(dǎo)葉開度(主接力器行程）最大值:; 步驟7、復(fù)歸緊急停機(jī)電磁閥，待導(dǎo)葉開度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄主配中間位置筆； 步驟8、通過調(diào)速器的控制裝置，將導(dǎo)葉開度反饋信號(hào)修改為一固定數(shù)值，數(shù)字范圍為 導(dǎo)葉開度最大值的0-100% ; 步驟9、通過控制裝置向電液轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)輸出階躍信號(hào)，同時(shí)通過記錄儀記錄在主接力器 速度穩(wěn)定時(shí)的主配位移#和導(dǎo)葉開度變化曲線&⑷； 步驟10、逐漸增加階躍信號(hào)大小，記錄各個(gè)階躍信號(hào)值對(duì)應(yīng)的主配位移忑和導(dǎo)葉開度 變化曲線最終使主配位移達(dá)到開和關(guān)方向的最大位移；階躍信號(hào)的每次增加幅度為 0.04-0. 06Hz。
[0017] 步驟11、根據(jù)記錄的主配位移%和導(dǎo)葉開度變化曲線(其中)， 以主接力器移動(dòng)速度夂做為Y軸，以主配位移的相對(duì)位移做為x 軸，擬合曲線；得出主配位移和主接力器速度之間的關(guān)系函數(shù)備，a和b為常數(shù)值。 [0018] 步驟12、通過一次方程對(duì)曲線進(jìn)行擬合得到公式，: 二:?^氣即可計(jì)算出主接力器 反應(yīng)時(shí)間常數(shù)爲(wèi)-%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，它包括： 步驟1、確定安全操作條件； 步驟2、模擬調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行并設(shè)為自動(dòng)運(yùn)行方式； 步驟3、將調(diào)速器的比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KP設(shè)置為最大值，積分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)K:為最小 值，微分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)KD為最小值，設(shè)置永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)為0 ; 步驟4、設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器的人工轉(zhuǎn)速死區(qū)為0,人工開度死區(qū)為0 ; 步驟5、確定主配關(guān)方向位移最小值、主配開方向最大值位移導(dǎo)葉開度最小 值j^::、導(dǎo)葉開度最大值::&::和主配中間位置寬； 步驟6、將導(dǎo)葉開度反饋信號(hào)修改為一固定數(shù)值； 步驟7、確定主配位移％:和導(dǎo)葉開度變化曲線; 步驟8、擬合曲線； 步驟9、通過擬合曲線計(jì)算主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特征 在于：步驟1所述的確定安全操作條件它包括確定水輪機(jī)引水隧洞進(jìn)水口工作閘門落下， 工作閘門操作油源關(guān)閉，蝸殼排水無水壓，并將水輪機(jī)調(diào)速器操作油源打開，接力器鎖錠拔 出。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特征 在于：步驟2所述的模擬調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行，其模擬方法為：在調(diào)速器上短接機(jī)組主開關(guān)"閉 合"信號(hào)線。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特 征在于：步驟5所述數(shù)值的確定方法為：投入緊急停機(jī)電磁閥，記錄主配關(guān)方向位移最小值 ，水輪機(jī)導(dǎo)葉開度最小值;通過調(diào)速器給定水輪機(jī)導(dǎo)葉開度1〇〇%，記錄主配開方向 最大值位移^，及水輪機(jī)導(dǎo)葉開度最大值丨&< ;復(fù)位緊急停機(jī)電磁閥，待導(dǎo)葉開度達(dá)到穩(wěn) 定狀態(tài)后，記錄主配中間位置黑:。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特征 在于：步驟7所述主配位移士和導(dǎo)葉開度變化曲線的確定方法為：通過控制裝置向電 液轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)輸出階躍信號(hào)，同時(shí)通過記錄儀記錄在主接力器速度穩(wěn)定時(shí)的主配位移黑和 導(dǎo)葉開度變化曲線_|||;增加階躍信號(hào)值，記錄各個(gè)階躍信號(hào)值對(duì)應(yīng)的主配位移％和導(dǎo)葉 開度變化曲線,最終使主配位移達(dá)到開關(guān)方向的最大位移。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特征 在于：步驟8所述擬合曲線方法為：根據(jù)記錄的主配位移%:和導(dǎo)葉開度變化曲線，以 主接力器移動(dòng)速度做為Y軸，以主配位移的相對(duì)位移:做為X軸，擬合曲線。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法，其特征 在于：步驟9所述的通過擬合曲線計(jì)算主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)的方法為：通過一次方程對(duì)
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)測(cè)試方法它包括確定安全操作條件；模擬調(diào)速器并網(wǎng)運(yùn)行并設(shè)為自動(dòng)運(yùn)行方式；將調(diào)速器的比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)設(shè)置為最大值，積分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)為最小值，微分環(huán)節(jié)放大倍數(shù)為最小值，設(shè)置永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)為0；設(shè)置水輪機(jī)調(diào)速器的人工轉(zhuǎn)速死區(qū)為0，人工開度死區(qū)為0；確定主配關(guān)方向位移最小值、主配開方向最大值位移、導(dǎo)葉開度最小值、導(dǎo)葉開度最大值和主配中間位置z；將導(dǎo)葉開度反饋信號(hào)修改為一固定數(shù)值；確定主配位移和導(dǎo)葉開度變化曲線并擬合曲線；計(jì)算主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)；解決了水電機(jī)組調(diào)速器試驗(yàn)無法對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組主接力器反應(yīng)時(shí)間常數(shù)進(jìn)行有效測(cè)量，影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算的精確性等問題。
【IPC分類】G05B17/02
【公開號(hào)】CN105022286
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510376702
【發(fā)明人】高曉光, 蘇立, 唐戢群
【申請(qǐng)人】貴州電力試驗(yàn)研究院
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日