阀门流量特性对功率振荡影响的仿真分析

为分析阀门流量特性对发电机组功率振荡的影响机制,建立了考虑阀门流量特性的机电耦合仿真模型,并通过仿真实验分别研究了流量特性的数值偏差和变化率偏差对机组功率阶跃响应的影响。仿真结果表明,若阀门流量特性的偏差只是数值偏差,不存在变化率偏差时,机组的功率响应特性基本不变。当阀门流量特性的变化率偏差超出汽轮发电机组整体闭环系统的稳定裕度时,机组就容易在小扰动情况下出现功率振荡。     

分析电力系统低频振荡的汽轮机控制系统模型

汽轮机控制系统引发了多起电网低频振荡事件,需要在分析低频振荡时考虑汽轮机控制系统模型。在对单元机组及其负荷控制系统的组成进行分析的基础上,给出了协调控制系统、汽轮机数字电液控制系统的数学模型;在对阀门结构、控制方式和流量特性进行分析的基础上,给出了考虑阀门流量特性的汽轮机模型。     

基于历史数据挖掘的调阀流量特性柔性优化

现代汽轮机控制系统中,汽轮机阀门流量特征管理是通过一组配汽 F(x)来实现的,即汽轮机阀门流量特性 曲线理论上是其流量特征的数值表征,当 DEH 设定的阀门流量特性曲线与实际流量特性一致时,汽轮机才会表现出 良好的性能.但现实生产过程中由于设备安装偏差、通流改造、DEH 改造、运行老化以及检修解体等原因,阀门实 际流量特性与配汽函数中参数设置不一样,造成负荷波动、一次调频品质不合格或机组协调能力不足等问题.而 DCS 系统中每天存储着数以亿计的运行数据,该数据能够真实、客观、全面反映机组运行特性,如果能利用历史数据挖掘 的办法,正确利用这些数据,发挥其作用和潜能,实现利用历史数据分析汽轮机阀门在各种工况下的流量特性,那么优化后的阀门流量特性曲线和实际流量特性更接近一致性,从而使汽轮机表现出良好的控制性能,大大提高负荷的控制精度和一次调频的调节性能.     

再热凝汽式汽轮机阀门流量特性在线监测优化

合理的阀门流量函数设置是火电机组功率线性控制的重要保障。当实际运行机组的阀门流量特性存在非线性而影响控制性能时,则需重新优化阀门流量函数。目前阀门流量函数的优化是以阀门流量特性试验结果为依据的。基于某电厂362.5 MW引进型机组上试验研究,提出一种阀门流量特性在线监测优化方法,利用DCS的历史数据监测机组实际的阀门流量特性并优化阀门流量函数,根据阀门流量特性的变化预先修正阀门流量函数,可避免由阀门流量特性引起的一次调频性能下降、功率振荡等问题。     

火电厂功率低频振荡的预防与解除研究

针对近些年来火电厂多次发生的低频功率振荡现象,分别从理论分析和现场应用角度研究了火电厂原动机侧存在的两种主要的振荡源,并针对这两种振荡源分别提出了阀门非线性校正、考虑主汽压力扰动的功率自适应PID控制方案来预防功率振荡。在DCS系统上编制了功率振荡判据程序,用来实时地监测汽轮机实发功率和功率设定值信号,当机组功率发生低频振荡时可以及时地发出报警信号并切断机组功率闭环控制,进而快速消除振荡。     

汽轮机阀门控制方式切换引发低频振荡的实例及其机理分析

电力系统中多次出现因汽轮机阀门控制方式切换引发的低频振荡现象。因此,分析了汽轮机阀门流量特性和控制方式,建立了考虑阀门流量特性的汽轮机控制系统模型。应用仿真软件PSCAD/EMTDC建立了机网耦合数字仿真平台,重现了南方电网某电厂汽轮机阀门控制方式切换引发的低频振荡现象。对低频振荡的机理分析结果表明,汽轮机单阀控制切换为顺序阀控制方式后,由于阀门流量特性修正函数与阀门实际流量特性偏差较大,会引起调节阀门的大幅值摆动,从而使汽轮机机械功率以0.171 Hz的频率做等幅值振荡,在该扰动源作用下电力系统出现强迫功率振荡。     

基于LSSVM的汽轮机阀门流量特性辨识及应用

阀门流量特性的准确辨识对于汽轮机控制至关重要。提出了一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的汽轮机阀门流量特性辨识方法：通过对机组的历史运行数据进行筛选,获得其处于稳定工况下的运行数据;利用LSSVM辨识由综合阀位指令、主蒸汽压力、调节级压力等构成的主要参数向量与计算获得的汽轮机实际进汽流量之间的关系;最后利用已建立的LSSVM模型,并通过改变主要参数向量值来模拟汽轮机阀门流量特性试验的工况,进而实现对汽轮机阀门流量特性的辨识。该方法不需要进行汽轮机阀门流量特性试验,减轻了工作量,避免了试验方法对机组安全稳定运行带来的不利影响。     

基于LSSVM的汽轮机阀门流量特性辨识及应用

阀门流量特性的准确辨识对于汽轮机控制至关重要。提出了一种基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的汽轮机阀门流量特性辨识方法：通过对机组的历史运行数据进行筛选,获得其处于稳定工况下的运行数据;利用LSSVM辨识由综合阀位指令、主蒸汽压力、调节级压力等构成的主要参数向量与计算获得的汽轮机实际进汽流量之间的关系;最后利用已建立的LSSVM模型,并通过改变主要参数向量值来模拟汽轮机阀门流量特性试验的工况,进而实现对汽轮机阀门流量特性的辨识。该方法不需要进行汽轮机阀门流量特性试验,减轻了工作量,避免了试验方法对机组安全稳定运行带来的不利影响。     

电力系统强迫功率振荡实例及机理分析

介绍了某地区电网发生的2次功率低频振荡事件,阐述了振荡机理,提出了解决方案。通过相量测量单元波形分析总结了其基本特征,用单机无穷大系统进行了理论计算,同时根据故障场景开展了PSD-BPA时域仿真,证明了2次事件均属于强迫低频振荡。根据2次振荡事件中汽轮机调门流量特性等特点,结合现场试验,证实油动机的抖动是造成功率振荡的扰动源。对调门流量特性的相关参数进行了优化,修正了拐点处的流量特性,避免了类似强迫低频振荡事件的再次发生。     

考虑阀门管理函数的汽轮机调速系统稳定性分析

阀门管理函数是调速系统的关键环节,但现用的汽轮机调速系统模型并没有考虑其影响。对此,本文通过分析阀门流量特性,建立了含阀门管理函数的调速系统Simulink仿真模型,同时引入了线性因子β用来衡量阀门管理函数的线性程度。通过仿真和计算分析,得出调速系统处于开环控制和数字电液控制系统（DEH）闭环控制方式下的阻尼特性,并进一步了分析了2种控制方式下β、PI控制参数KP和KI、油动机时间常数Tydj和高压缸前汽室容积时间常数TCH对系统阻尼特性的影响。通过传递函数计算得到了DEH闭环控制时系统稳定性判断条件和β与KP、KI、Tydj和TCH的函数关系,并给出了β的负阻尼临界值和过阻尼临界值的计算方法,这可作为部分机组出现调速系统摆动时的分析依据。     

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....     

汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制策略

汽轮机阀门流量特性是影响电力系统稳定性的重要因素,通过建立电网汽轮机及其调速系统、发电机、励磁系统的数学模型,研究了汽轮机调节阀门流量特性对电网安全稳定性的影响机制。数学分析和仿真结果表明,当汽轮机阀门流量特性不佳时,会引起原动机有功功率的周期性波动。针对此现象,提出了调整后的汽轮机调速系统控制策略,该策略能够抑制功率控制方式下的比例—积分—微分控制器的过度调节,有效增加系统阻尼,抑制原动机的功率波动。     

330MW燃煤机组单阀、顺序阀切换导致的负荷波动分析及处理

针对某电厂汽轮机在功率回路下进行单阀、顺序阀切换过程中遇到负荷及机组主要参数大幅波动而造成整个电网频率出现波动的事件,从逻辑结构、算法参数、阀门流量特性、功率回路结构等几方面分析与验证,对汽轮机调门流量特性进行优化,顺利完成机组单阀、顺序阀平稳切换,实现机组在多种控制方式下的安全经济运行,大大提高了电厂机组的经济性和快速性。     

汽轮机调速汽门异常波动分析

汽轮机调速系统机械检修或改造后,调速汽门流量特性会改变,使得实际阀门流量特性曲线、阀门开启重叠度与原设计不匹配,易造成调速汽门响应迟缓或过度波动,与主汽压、负荷等机组参数交替影响而产生高频振荡。为适应阀门流量特性的改变,DEH控制系统必须重新实验并计算阀门流量特性曲线,以便于合理调整阀门开启重叠度,改善DEH控制系统调节品质,实现机组稳定安全运行。     

基于历史数据的汽轮机调节阀流量特性优化

汽轮机在经过长期运行、汽轮机数字电液控制系统(DEH)或通流部分改造后,汽轮机调节阀的实际流量特性曲线将偏离设计值,从而影响机组一次调频和负荷控制能力,而现场流量特性试验存在试验条件苛刻、耗时长、精度低等缺点。本文通过对机组历史运行数据进行分析和挖掘,针对不同的情况提出2种方法以辨识汽轮机调节阀实际流量特性,有阀后压力数据时采用迭代计算求出各阀门流量特性曲线,无阀后压力数据时采用弗留格尔公式求出阀组流量特性曲线,分别通过仿真和分段线性化对DEH阀门管理曲线进行优化修正,确定阀门合理的重叠度。将该方法应用于某660 MW机组,结果表明在顺序阀模式下,汽轮机调节阀流量特性曲线的线性度有了很大改善,机组自动发电控制(AGC)变负荷和一次调频的能力得到了提高。     

深度调峰工况下汽轮机配汽方式优化研究

选择某超超临界喷嘴配汽汽轮机作为研究对象,分析了传统配汽方式优化和汽轮机滑压曲线存在的局限性,通过建立相应的调节级仿真模型,计算了不同流量系数下不同阀门组合的热耗特性,给出了不同流量系数下的最佳阀门组合方式、压力和流量特性曲线。按照该汽轮机年度调峰运行数据分析,采用优化后的配汽方式运行,可以使2台机组平均降低汽轮机热耗约10 k J/kWh,预测当汽轮机参与深度调峰后,可以实现更大幅度的节能收益。     

基于数据挖掘的汽轮机阀门流量特性优化

汽轮机是重要的能量转换装置,而高压调门作为其控制系统的关键组成部分,对流量特性的优化具有重要 意义.传统的阀门流量特性优化方法通常依赖于经验和热力试验,效率低下且存在一定的局限性.为此,提出了一种 基于历史数据挖掘技术的汽轮机阀门流量特性优化方法,以提高汽轮机的性能和效率,在数据挖掘的基础上,基于优 化算法的阀门流量特性优化框架,通过遗传算法、粒子群优化等方法,对阀门控制参数进行优化,以最大限度地提高 汽轮机的性能和效率.最后,通过实际案例的验证和对比分析,证明了基于数据挖掘的汽轮机阀门流量特性优化方法 的有效性和可行性.该方法能够准确地预测和优化阀门流量特性,为汽轮机的运行和维护提供科学依据.     

顺序阀阀门管理逻辑对调频稳定性的影响

介绍了汽轮机阀门管理逻辑组成,针对某电厂阀门管理系统的参数设置,分析功率指令与功率反馈误差,指出该设置下功率反馈存在过灵敏区,根据该电厂调节系统实测参数建模仿真,结果表明过灵敏区的存在与一次调频的投入可能导致负荷调节不稳甚至系统强迫功率振荡,因此需要定期维护并修正阀门管理系统的参数,以保障功率反馈与功率指令的线性度。     

600MW超临界机组功率振荡分析

针对某600 MW超临界机组在单顺阀切换过程中发生的两起功率振荡事件,从控制逻辑的角度进行了分析,以DEH的阀门流量管理策略为基础阐述了两起功率振荡产生和结束的原因,并在DEH中改变相关参数进行多次仿真,再现电厂功率振荡这一复杂过程,该仿真结果与实际功率振荡有很好的一致性。根据理论分析和仿真结果,对DEH逻辑进行了修改,在机组以后的单顺阀切换过程中,未出现功率振荡现象。     

直流炉机组简化非线性模型及仿真应用

通过合理简化和机制分析,建立适用于直流炉机组协调控制系统控制器设计的简化非线性数学模型。建模时考虑制粉环节、减温水环节和回热加热对过程输出的影响。该模型以燃料量指令、总给水流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽轮机功率、主蒸汽压力和汽水分离器出口焓为输出。结合某1 000 MW超超临界机组运行数据辨识得到了在50%负荷到100%负荷范围内工作的机组模型参数。对模型进行了开环阶跃扰动实验和现场运行数据对比实验。仿真结果表明,模型开环动态特性与实际机组开环特性在本质上一致,且具有一定精度,可以用来设计协调控制系统控制器。