專利名稱：一種基于抽水蓄能機(jī)組的調(diào)速器智能啟動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽水蓄能機(jī)組的調(diào)速器智能啟動(dòng)控制方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于抽水蓄能機(jī)組在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相和事故備用的任務(wù)， 且開停機(jī)比較頻繁，因此，如果能加速抽水蓄能機(jī)組的開機(jī)過程，實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)，將大大改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性和經(jīng)濟(jì)效益。開機(jī)過程時(shí)間取決于開機(jī)控制規(guī)律，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，選取最優(yōu)的開機(jī)控制規(guī)律，就可以大大縮短開機(jī)過程時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)。傳統(tǒng)的開機(jī)過程都是開環(huán)開機(jī)，開環(huán)開機(jī)容易出現(xiàn)開機(jī)時(shí)間過長或轉(zhuǎn)速過高。提出采用智能開機(jī)的閉環(huán)開機(jī)方式。即設(shè)置開機(jī)時(shí)的轉(zhuǎn)速上升期望特性作為頻率給定，依靠調(diào)速器閉環(huán)調(diào)節(jié)的能力，使機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速上升跟蹤期望特性。這種閉環(huán)開機(jī)規(guī)律不依賴于空載開度和啟動(dòng)開度，在整個(gè)開機(jī)過程中，調(diào)速系統(tǒng)始終處于閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，實(shí)際頻率跟蹤頻率給定曲線上升，通過設(shè)置合理的頻率給定曲線，可以使機(jī)組的開機(jī)達(dá)到快速而不過速的要求。目前，常見的抽水蓄能電站水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)方式有(1)導(dǎo)葉大啟動(dòng)開度的啟動(dòng)方式。導(dǎo)葉啟動(dòng)開度約為空載開度的1. 1到2倍，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速的90%時(shí)切至比空載開度稍大的第二啟動(dòng)開度，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速的95%時(shí)，調(diào)速器投入頻率控制。(2)導(dǎo)葉小啟動(dòng)開度的啟動(dòng)方式。導(dǎo)葉啟動(dòng)開度約為空載開度的0.6到0.7倍，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速的80%時(shí)，切至比空載開度稍大的第二啟動(dòng)開度，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速95 %時(shí)，調(diào)速器投入頻率控制。(3)加速度控制的啟動(dòng)方式。從機(jī)組開始轉(zhuǎn)動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速的0. 2倍，頻率給定跟蹤機(jī)組頻率；機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速的85%前，機(jī)組加速度設(shè)定為2Hz/s ；機(jī)組轉(zhuǎn)速約達(dá)額定轉(zhuǎn)速的95%前，機(jī)組加速度設(shè)定為lHz/s ；機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速的95%后，機(jī)組加速度設(shè)定為0. 5Hz/s，直至頻率給定值達(dá)額定值。綜上所述，國內(nèi)抽水蓄能機(jī)組的起動(dòng)過程對(duì)于水頭的依賴比較強(qiáng)，特別是與空載開度和空載導(dǎo)葉開度限制的設(shè)置有十分密切的關(guān)系，如果在該水頭下的空載開度和開度限制設(shè)置不正確就有可能造成啟動(dòng)過程中機(jī)組的過速或者不能使機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，造成開機(jī)時(shí)間過長不能滿足電網(wǎng)需求。在水電站運(yùn)行初期，沒有條件對(duì)所有水頭下的空載開度和開度限制進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)置，這樣相當(dāng)部分的水頭下的設(shè)置是憑經(jīng)驗(yàn)，另一方面就是水頭數(shù)據(jù)的來源不可靠，或者在運(yùn)行中失效都可能造成機(jī)組的啟動(dòng)特性變壞。這是當(dāng)前抽水蓄能電站機(jī)組運(yùn)行必須解決的工程問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是抽水蓄能機(jī)組快速啟動(dòng)問題，通過選取最優(yōu)的開機(jī)控制規(guī)律，大大縮短開機(jī)過程時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的工作原理是選擇水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)方式的主要因素有機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間短；軸向水推力?。凰啓C(jī)力矩和軸向水推力波動(dòng)??；壓力引水管道的壓力變化??；選 取較大的啟動(dòng)開度，機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間短。水輪機(jī)推力軸承決定所承受的軸向水推力的大小，軸向水推力的大小直接影響機(jī)組開始轉(zhuǎn)動(dòng)所需的水輪機(jī)力矩。在機(jī)組啟動(dòng)過程中，接力器行程超過某一值后，水輪機(jī)力矩和軸向水推力迅速增大，脈動(dòng)分量也隨之增大，機(jī)組開始轉(zhuǎn)動(dòng)，并出現(xiàn)扭振，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的20%-40%后才終止。壓力引水管道的壓力變化是導(dǎo)葉開啟特性決定的，啟動(dòng)開度愈大，接力器開啟速度愈快，壓力引水管道中壓力降低也愈大。為減少機(jī)組啟動(dòng)過程中的扭轉(zhuǎn)和壓力引水管道的壓力變化，盡可能讓接力器開啟平穩(wěn)。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種基于抽水蓄能機(jī)組的調(diào)速器智能啟動(dòng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)在調(diào)速器接到開機(jī)令后，把導(dǎo)葉開到一個(gè)啟動(dòng)開度，將機(jī)組開起來；2)在機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的30%時(shí)投入智能啟動(dòng)控制策略，不斷的調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，以保證機(jī)組不過速，所述智能啟動(dòng)控制策略的目標(biāo)為
權(quán)利要求
1. 一種基于抽水蓄能機(jī)組的調(diào)速器智能啟動(dòng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)在調(diào)速器接到開機(jī)令后，把導(dǎo)葉開到一個(gè)啟動(dòng)開度，將機(jī)組開起來；2)在機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的30%時(shí)投入智能啟動(dòng)控制策略，不斷的調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，以保證機(jī)組不過速，所述智能啟動(dòng)控制策略的目標(biāo)為其中Δf為轉(zhuǎn)速偏差；3)當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的98%時(shí)，切除智能啟動(dòng)控制策略，切換到頻率偏差的 PID控制，維持空載轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于抽水蓄能機(jī)組的調(diào)速器智能啟動(dòng)控制方法，包括以下步驟1)在調(diào)速器接到開機(jī)令后，把導(dǎo)葉開到一個(gè)啟動(dòng)開度，將機(jī)組開起來；2)在機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的30％時(shí)投入智能啟動(dòng)控制策略，不斷的調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開度，以保證機(jī)組不過速，所述智能啟動(dòng)控制策略的目標(biāo)為其中Δf為轉(zhuǎn)速偏差；3)當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的98％時(shí)，切除智能啟動(dòng)控制策略，切換到頻率偏差的PID控制，維持空載轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。本發(fā)明的方法可以使機(jī)組的開機(jī)達(dá)到快速而不過速的要求。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102434373SQ20111043774
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者何林波, 吳耀富, 周攀, 宋睿楓, 張新龍, 曾繼倫, 王煒, 秦衛(wèi)潮, 榮紅, 蔡軍, 蔡衛(wèi)江, 蔡曉峰, 陳曉勇, 魏偉 申請(qǐng)人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 安徽響水澗抽水蓄能有限公司