双曲正切型频率给定下水电机组开机控制研究

闭环开机具有能适应不同机组特性,且操作简单,在微机调速器中易于实现等优于开环开机的特点,在近年得到了大力的发展。根据水轮发电机组开机过程的动态性能要求,对数学函数自身的特性及变化规律进行研究,提出了双曲正切型的新型频率给定.通过建立水轮机调速器系统数学模型及采用Simulink仿真,仿真机组的开机过程,并与指数型和直线型两种常用的频率给定下的开机过程进行比较,验证双曲正切型频率给定的优越性。仿真结果表明,接力器开启时间的限制下,双曲正切型频率给定可缩短机组开机时间,减小导叶开度和水击压力等参数变化的幅值,且能有效地减小机组转速超调,使机组在开机过程中具有良好的动态特性。     

水轮发电机组的规划式开机控制

水电机组启机并网时间的长短对电力系统的安全运行和电能质量具有重要影响。文章从水轮机启动过程中的能量关系入手,吸收了规划式控制思想,提出了一种新的水轮机开机控制策略,摒弃了以往的开环和闭环控制模式,将水电机组的开机控制问题转化为求解和预测导叶空载开度和开度最大值,确定这两个参数后即可得到导叶开度的预测模型,从而保证机组快速、平稳地达到额定转速,缩短开机并网时间。     

抽水蓄能机组调速器智能启动策略研究

为解决以偏差为基础的PID控制策略不能满足抽水蓄能机组在不同水头下有较好启动特性的问题,研究了抽水蓄能机组调速器智能启动策略,启动过程的控制目标以机组转速的微分与转速偏差的比值为常数,采用闭环开机控制方式,将机组开机时的转速上升期望特性设置为频率给定,使机组转速变化的动态过程强制转变为按照指数衰减的过程,可实现抽水蓄能机组快速平稳开机并网。     

水泵水轮机开机过程水力特性研究

抽水蓄能电站水泵水轮机组在开机过程中产生剧烈的压力波动,转轮内复杂流动和压力脉动是引起固定部件强烈振动的主要原因之一。因此,需要对水泵水轮机开机过程的物理机理进行深入研究。本文同时建立了厦门抽水蓄能电站管路系统的一维特征线水力模型及水泵水轮机组过水流道的三维流场计算模型,开展了机组发电开机过程一维三维耦合的数值计算,重点分析了机组开机过程瞬时流动特点,以及转轮径向力和轴向力变化与外特性的内在关联性。研究发现,机组开机至空载状态时,由于导叶开度小、转速上升快,在无叶区形成了速率很高的水环,同时转轮流道内充斥着大量复杂的漩涡结构,导致了流量与转矩的突降。导叶动作、转速对径向力、轴向力的变化规律有直接的影响,开机过程中转轮径向力的变化趋势与活动导叶动作过程基本一致。轴向力的变化趋势与机组转速变化基本一致,转速和轴向水推力数值总体上为逐渐增大的趋势。本文研究结论为抽水蓄能机组和高水头混流式水轮机的开机过程物理机理和规律提供了有价值的参考。     

开环模式谐振引发含变速风电机组电力系统振荡的机理分析

针对变速风电机组控制环节间交互作用对系统稳定性影响,该文构建了由两个开环子系统组成的闭环互联系统模型。基于所构建模型,从开环模式谐振角度揭示含变速风电机组电力系统的振荡机理。当两个开环子系统对应的开环模式在复平面分布位置接近时将引发开环模式谐振,此时控制环节间将呈现强动态交互作用,使子系统开环模式对应的闭环特征根朝相反方向移动,其中一谐振特征根朝复平面虚轴方向移动,导致系统阻尼水平的降低。提出一种估计开环模式谐振条件下闭环特征根在复平面分布位置的方法,进而评估系统阻尼水平。此外,分析了变速风电机组与电网的连接强度、系统运行点对开环模式谐振的影响。最后,通过直驱和双馈风电系统仿真算例对所提分析方法和结论进行了验证。     

火力发电厂MFSS—B型锅炉微机安全监测装置及其应用

介绍此装置的投入,调试和运行情况。功能基本满足10万kW及以下机组锅炉的要求,实现了大修后随机炉启动一次性投入开环监测,闭环保护的目的。     

绩溪电站机组运行稳定性分析

绩溪抽水蓄能电站是我国自主研发长短叶片技术首次在抽水蓄能机组中应用,受到多方关注。在绩溪电站首台机组调试过程中,多方组织对包含机组振动、摆度、压力脉动等测点的机组稳定性进行了全面测试,采用时域特征值和频谱分析技术对试验数据进行分析,获得了机组在抽水启动、稳定抽水、稳定发电和发电启动带负荷过程等工况下的机组稳定性特征。测试结果表明：稳定工况下,绩溪首台机组振动和摆度混频幅值均在相关规范限定的A区范围内,满足机组稳定运行的需要;相较常规混流式水泵水轮机,采用长短叶片设计转轮设计时,各测点压力脉动频率成分更加复杂;协联抽水情况下,某些测点的主频有随扬程变化而改变。抽水启动和发电带负荷过程,机组稳定性参数能够满足运行需要。     

永磁同步电机无位置传感器启动策略的改进

针对永磁同步电机,提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器启动控制方法。采用电流闭环-速度开环的(I-F)定位,启动加速和速度-电流双闭环切换的控制方法。启动加速达到设定转速时,进入速度-电流双闭环的切换过程,采用K/cos2曲线对电机电流进行减小,进而减小滑模观测器估测的转子位置与给定坐标系位置的角度差,并使其趋于零,实现状态的平滑切换。最后通过实验验证了所提启动控制方法的有效性。     

一种光强度传感信号的模拟闭环检测方法

介绍了一种对光强度传感信号的闭环检测方法,讨论了该方案的原理及可行性,对比了闭环方案与传统开环方案的优缺点,给出了环路稳定性条件。闭环检测方法采用乘法器和PI控制器构成闭环自动增益控制回路取代开环方案中的模拟除法器,消除了原始传感信号中的低频分量,即光源光功率波动干扰信号,提高了传感精度。闭环方案较开环方案具有很好的抗干扰能力、一致性和参数稳定性等优点。实验表明,实验结论与理论分析一致。     

“水电之母”丰满水电站4号机组开机启动一次成功

正本刊讯日前,水电六局承建丰满重建工程迎来复工以来首个重大节点目标——4号机组首次开机启动一次成功,向完成年度剩余3台机组投产发电目标迈出了坚实一步。启动严格按照启动试运行大纲的要求分阶段将机组缓慢升至额定转速,通过手动控制导叶开度,机组转速从零依次经25%、50%、75%和100%逐步上升达到     

抽水蓄能机组过渡过程振动特性研究

对抽水蓄能电站机组开机至额定负荷过程、机组开机对临近机组影响进行了试验研究。分析这两种过渡过程中,蓄能机组和电站厂房的振动特性。结果表明:机组开机至额定负荷过程中,导叶开启及导叶开度回调瞬间对机组冲击较大,机组与厂房出现了较大振动。机组的开机及运行对临近机组的振动没有明显影响,但对临近机组的厂房振动有一定的影响作用,厂房振动出现了明显变大。当机组稳定运行后,对临近机组的厂房振动没有明显的影响。     

100MW汽轮机启动工况最佳温升率的优化

100MW机组目前是我国电网调峰的主力机组,研究其在启动过程中最佳运行方式有着重要的现实意义。本文采用优化理论,以机组启动中的总损耗(由寿命损耗和燃煤损耗组成)为目标函数,同时考虑实际因素及价格浮动对各种损耗的影响,对100MW机组汽轮机在启动过程中的时间、温升率进行了优化和分析,得出了最佳温升率与不同启动工况等因素之间的关系,为电网机组的宏观经济管理,以及合理选取蒸汽温度变化率、最优启动方式提供了理论依据。     

MS6001燃气轮机机组进口导叶的控制

简要介绍了MS6001燃气轮机机组压气机可调进口导叶(VIGV)的控制。重点介绍了燃气轮机起动过程中出现的VIGV 3种不同开度的情况和带负荷时2种不同运行方式对燃气轮机背压的影响。     

混流式水轮机固定导叶和活动导叶的准三元流动计算

本文介绍了关于混流式水轮机固定导叶和活动导叶的准三元流动研究。采用S_1、S_2两类相对流面理论的准三元流动计算的方法,分别在S_1流面和S_2流面上建立了势函数和流函数方程,通过迭代计算得到该流场的流态。该成果可用于分析混流式水轮机座环和导水机构区域的流动情况,并对水轮机的设计有指导作用。     

后置导叶对潮汐双向贯流式机组性能的影响

潮汐双向贯流式水轮机与常规贯流式水轮机的重要区别在于其需要兼顾正向和反向来流工况。为了均衡提升双向贯流式水轮机正反向运行条件下的性能,针对某潮汐双向贯流式水轮机,本文采用商业软件ANSYS CFX,研究了不同后置导叶位置和数量对双向贯流式水轮机性能及内部流动特性的影响。对比结果可知,后置导叶位置和后置导叶数量对机组反向发电时的性能影响较大,后置导叶安放位置系数为0.5和后置导叶数量为8时,机组总体性能较好。随着后置导叶数量增加,正向工况时尾水管水力损失减小,后置导叶通道水力损失反而增大;反向工况时转轮水力损失不断减小,转轮效率逐渐增大。研究成果为潮汐双向贯流式水轮机关键过流部件的优化设计提供技术参考。     

GE 660 MW汽轮机结构及启动特点

介绍了 GE公司 660 MW机组汽轮机结构及启动特点。对双向自动调整可倾瓦轴承、斜面式推力轴承、滑销系统工作原理作了描述 ;对冷热态启动方式、汽缸预暖、旁路系统及控制、进汽模式选择、变压运行方式等进行了探讨 ,对启动过程中的热应力控制提出了推荐性意见 ,可供同类型机组运行时借鉴     

水轮机筒阀动水关闭过程的三维非定常数值模拟

在充分考虑筒阀与邻近部件之间相互影响的基础上,本文以水轮机全流道为研究对象,利用非结构化网格划分计算区域,采用RNG k-ε湍流双方程模型对筒阀内部非定常流动进行研究,并对筒阀及上下游相关的水轮机各过流部件在动水关闭状态下进行数值模拟,着重分析并得出了水轮机筒阀周边流场及引水部件蜗壳、固定导叶和活动导叶在筒阀不同开度下的压力和流速分布等流态特征,这些流态特征的分析可以预测混流式水轮机的工作状态,防止飞逸现象的发生,同时也为水轮机筒阀电液同步控制系统提供设计和操作参数等理论依据。     

偏负荷工况混流式水轮机转轮结构稳定性研究

为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明：受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水边中部以及叶片迎水刃处中部。预应力对转轮结构影响较少,其导致固有频率增加1 Hz左右;而水介质对转轮结构影响较大,导致固有频率降低15% ~ 36%,且得到转轮固有频率更符合工程实际。受导叶出口处水流扰动影响,转轮结构极有可能发生共振,其振型主要表现为径向、弯曲、弯扭及绕轴旋转变形,其中弯扭变形影响最大,极可能导致叶片断裂。该研究成果可为混流式水轮机柔性运行稳定性,提供一定理论参考。     

水轮机工况下的水泵水轮机静态稳定

S区是水泵水轮机与常规水轮机转轮主要的差异，是导致水泵水轮机稳定性问题的主要因素之一。本文从单位流量Q11、单位力矩T11和单位转速n11基本定义出发，分别导出了全特性曲线上单位流量Q11与单位力矩T11对单位转速n11的导数，根据单位流量Q11与单位力矩T11的微分特征，结合定导叶开度情况下水轮机工况流量Q-工作水头H和反水泵工况流量Q-工作扬程H特性曲线，分别获得了水轮机工况和反水泵工况机组稳定运行需满足的条件。采用静态稳定理论获得了水泵水轮机在水轮机工况和反水泵工况稳定运行时工作水头/扬程扰动量所满足的关系，在此基础上给出了水轮机稳定运行需满足的条件并定义了S区。研究结果为建立水泵水轮机在水轮机工况的稳定运行区提供了技术支撑。