浅议原动机及调速器建模与参数辨识

并网原动机及调速器的运行特性,直接关系到机组对电网指令及在电网波动情况下的响应能力,进一步影响到供电品质和电网运行安全稳定。建立原动机和调速器数学模型以用于电网稳定分析是十分重要的．鉴此,介绍了我国原动机及调速器建模与参数测试工作的现状,结合广东及南方区域具体情况,讨论BPA程序局限、控制系统模型、燃气一蒸汽联合循环模型及模型验证等问题,并展望建模与参数测试的工作方向：     

原动机与调速器建模和参数辨识的新进展

介绍了国际上原动机调速器建模方面的最新进展,着重介绍了美国西部电力联合体(WECC)系统提出的新型汽轮机调速器模型—GGOV1。文中给出了各种水轮机模型,特别是转桨式水轮机的改进方案,还介绍了一种根据互联点的实测数据进行GGOV1参数辨识的方法。实测数据与数字仿真表明,新的通用型汽轮机调速器模型GGOV1与实测数据相符。     

调速器、原动机建模方法及在电网分析中应用研究

作为电网主要元件的原动机与调速器（以下简称调速系统）,在本项目开展前其模型与参数还未开展广泛的实测与建模工作,仅在电网几个点开展试点工作。目前,云南电网乃至南方电网中稳定仿真计算工具主要为PSD—BPA（以下简称BPA）,所建立BPA数据中的原动机与调速器模型、参数大多数不是实测参数。     

大同二电厂200MW机组励磁系统参数在线测试及仿真分析

文章介绍了华北电网在大同二电厂进行机组参数在线测试情况，比较了Eq’恒定简化模型与发电机、励磁机、原动机调速器用实测参数。采用BPA详细模型仿真结果；分析比较了两种模型算出的联络线送电极限值；对实测出的大同二电厂机组励磁系统不足提出了改进建议，并对励磁系统参数进行了分析研究。     

利用实测模型进行华北电网仿真分析

文章介绍了华北电网在大同电厂进行机组参数在线测试情况，比较了Ｅｑ恒定简化模型与发电机、励磁机、原动机调速器用实测参数，采用ＢＰＡ详细双轴模型所得出的精确模型仿真结果；分析比较了两种模型算出的联络线送电极限值；对实测出的大同电厂机组励磁系统不足提出了改进建议，并对励磁系统参数进行了分析研究。     

利用实测模型进行华北电网仿真分析

文章介绍了华北电网在大同电厂进行机组参数在线测试情况，比较了Ｅｑ＾１恒定简化模型与发电机、励磁机、原动机调速器用实测参数，采用ＢＰＡ详细双轴模型所得出的精确模型仿真结果；分析比较了两种模型算出的联络线送电极限值；对实测出的大同电厂机组励磁系统不足提出了改进建议，并对励磁系统参数进行了分析研究。     

电力系统稳定计算用国产700MW水轮机调节系统建模及参数测试

通过现场实测某700MW水轮机调节系统模型参数,建立了适用于电力系统稳定计算用的水轮机调节系统模型。用电力系统分析综合程序对该模型进行了仿真,对实测的原动机及调节系统模型参数进行了校核,最终给出了电力系统稳定计算用水轮机调节系统模型准确参数。此模型已经编入电力系统稳定计算程序(PSD-BPA)并投入使用。结果表明,该模型能反映实际现场设备响应特性。     

大同二厂200MW机组励磁系数参数在线测试及仿真分析

文章介绍了华北电网在大风二电厂机组参数在线测试情况，比较了Ｅｑ恒定简化模型了与发电机、励磁机、原动机调速器用实测参数、采用ＢＰＡ详细模型仿真结果，分析比较了两种模型算出的联络线送电极限值；对实测出的大同二电厂机组励磁系统不足提出了改进建议，并对励磁系统参数进行了分析研究。     

同步发电机原动系统调速器仿真研究

针对同步发电机原动机系统仿真器模拟控制方法的弱点,研究以数字化调速器取代模拟调速器。建立了原动机系统调速器的通用数学模型,并进行离散化处理;通过编程技巧解决计算结果的溢出与精度等问题。在电力系统动态模拟试验室进行了原动机系统仿真器的静态和动态特性试验,检测出模拟参数调差系数、油动机时间常数和汽惯性时间常数在不同取值条件下,机组转速动态过程的时间、超调量、最大振幅时间、震荡次数及稳态转速变化率等特征值。试验结果与数据及动态特性规律证明了该仿真系统与原型一致,较好地实现了对实际调速器的动态仿真。     

核电机组原动机调节系统实测建模与仿真研究

随着核电在我国能源领域所占比重越来越高,核电机组与系统的交互影响日益引起重视。建立精确的控制系统模型来研究核电机组对电网扰动的动态响应,有利于提高研究电网稳定水平的能力。该文提出一种适用于压水堆核电站机组原动机调节系统的数学模型。通过△w-△δ坐标系,从机理上研究了模型参数对电力系统动态稳定的影响。结果表明:存在一个分界频率将频域分为正阻尼区域和负阻尼区域,该分界频率由原动机调节系统参数确定。通过对核电机组进行现场参数测试和在电力系统分析综合程序上进行仿真试验,验证了原动机及其调节系统模型与参数的准确性,并得出一般性结论。原动机调节系统模型参数对电力系统稳定性有重大影响,对其进行现场实测建模十分必要。提出的原动机调节系统模型及实测建模方法适用于压水堆核电站机组,建立的数学模型可用于电力系统稳定分析计算。     

电力系统稳定器PSS的参数选择和试验

提出了采用小扰动频域分析和暂态稳定时域分析相结合的方法选择电力系统稳定器PSS的参数,并通过相幅 频特性、阶跃扰动、无功反调和系统扰动等试验验证了PSS定值的适应性和PSS 装置对抑制扰动的效果。     

200MW汽轮机热力考核试验的分析

讨论了大型汽轮机考核试验的一些重要的技术问题,为提高试验质量,加深对设计和现场热力系统的理解、认识,为分析试验结果以及深入进行节能工作,提出了一些行之有效的方法和措施     

汽轮机组经济运行方式下新型一次调频技术

节流配汽汽轮机组的经济运行方式是高压调节门全开滑压运行,但调节门全开后机组一次调频加负荷的能力有所下降,很难满足电网大频差下需要快速增加负荷的要求,经济运行方式和一次调频能力之间存在较大的矛盾。为此,研究了补汽阀调节、低压加热器、高压加热器回热系统及抽汽供热系统蓄能利用等技术,综合利用上述技术可以在高压调节门全开方式下,当电网低频动作时较快地增加相应负荷,满足一次调频性能要求。对于顺序阀配汽的汽轮机组,也可以采用这些技术,作为原先一次调频能力的补充,更好地实现大频差下的一次调频功能。     

汽轮机组一次调频性能试验分析

对多台火电机组进行了一次调频试验,介绍了试验过程和主要试验结果;分析了部分汽轮机组在试验中的异常表现和采取的处理方法;定量地分析了主蒸汽压力对汽轮机组一次调频能力的影响,并将影响机组一次调频能力的因素划分为可控因素和不可控因素2类,明确了提高机组一次调频能力的途径。     

火电机组一次调频功率响应特性精细化建模

由于火电机组的功率响应具有较强的非线性特性,常规线性模型难以精确反映机组实际的一次调频响应特性。通过分析汽轮机阀门流量特性、主汽压力等关键因素对机组一次调频功率响应特性影响,引入阀门流量特性和主汽压力耦合函数、主汽压力模型和调节级压力-负荷动态转换系数,在典型汽轮机模型基础上构建火电机组一次调频功率响应特性精细化模型。结合某660 MW超临界机组的一次调频试验对所建立模型的性能进行验证。结果表明,与常规模型相比,新模型能够更好地反映实际机组的一次调频功率响应特性。     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。     

风电调频补偿水锤效应的频率特性分析

水轮机在云南电网中占比很大,为了解决水轮机的水锤效应带来的功率反调现象,提出了一种考虑风电调频特性补偿水锤效应的分析方法。首先,建立了含风、水、网、荷的简单系统数学模型。其次,使用直流潮流法得到水轮机及其调频策略、风机及其调频策略所对应的代数微分方程和系统网络方程。并在此基础上进行线性化处理,推导出负荷扰动时水轮机和风机并网节点频率响应的频域解析式。根据解析式分析调频控制参数等对系统频率的影响。最后,通过以双机系统及实际电网的仿真分析对风机补偿水轮机水锤效应的有效性和可行性进行了验证。     

大功率缺失下频率响应负荷聚合建模与分散控制方法

为了充分利用海量分布的频率响应负荷资源,提出一种大功率缺失下频率响应负荷聚合建模与分散控制方法。首先,建立频率响应负荷聚合功率模型,对某省级电网典型场景下的负荷聚合潜力进行评估;在此基础上,基于离线典型场景和在线状态更新这2种方式,提出频率响应负荷分散动作策略制定方法,通过负荷分散动作响应阶段和恢复阶段的控制参数整定,实现频率响应负荷的快速响应和有序恢复;最后,通过某省级电网算例进行仿真验证。仿真结果表明了大功率缺失下频率响应负荷分散控制策略的有效性。     

云南电网低频问题下风机转子动能控制研究

风电机组提供频率响应后,转子转速恢复过程可能导致的频率二次跌落是制约风机提供向上调节能力的关键问题。文章对云南电网风机转子动能控制展开研究,提出风机转子动能控制参数整定方法,在扰动初期利用综合惯量控制快速抑制频率变化率,减小最大频率偏差;在扰动中后期与水火等常规同步机组和直流频率限制器(frequency limit controller,FLC)协调配合,避免频率二次跌落问题,实现频率整体动态过程的优化。仿真研究表明,增加虚拟惯性控制系数K_df,不利于改善频率最大偏差,会让频率在进入直流FLC死区后出现严重超调和反调现象;下垂控制系数K_pf是改善频率最大偏差和直流FLC动作量的关键,K_df和K_pf取值相同时,运行在最大功率追踪区的风电机组改善频率最大偏差的能力几乎相同。     

汽轮机常规性能试验局部定量分析方法的研究

汽轮机常规性能试验测点布置有限,测量参数一般局限于高压加热器、除氧器及与二类修正有关的相关参数,使现有的各种热力系统分析方法难以根据这些测量参数准确进行局部定量分析。经过严格的理论分析和数学推导,首次提出了在汽轮机常规性能试验有限的测量参数条件下,进行局部定量分析的新方法,并通过实例进行了验证。新方法具有通用、精确和适应计算机程序化的特点。