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1、#2机组原动机及其调某厂发电厂#2机组原动机及其调节系统模型参数测试方案中国电力科学研究院电力系统研究所2013年5月批 准： 赵红光审 核： 何凤军 编 写： 肖 洋目 录1 试验目的 32 编制依据 33 试验内容 34 发电机组原动机及其调节系统参数 44.1 机组信息 44.2 原动机参数 44.3 调速系统参数 54.3.1 调速系统基本参数 54.3.2 调速系统模型框图 54.4 协调系统(CCS)参数 64.4.1 协调系统基本参数 64.4.2 协调系统模型框图 65 试验仪器、测点及接线 65.1 试验仪器 65.2 试验测点清单 75.3 试验接线 76 试验方法及相关条

2、件 86.1 静态试验 86.1.1 电液控制系统（DEH）控制环节参数校核 86.1.2 协调控制系统（CCS）控制逻辑校核 86.1.3 高调门动作特性测试 86.2 动态试验 96.2.1 DEH阀控方式总阀位指令阶跃 96.2.2 DEH功率闭环频率扰动试验 96.2.3 CCS功率闭环频率扰动试验 106.2.4 机组甩负荷试验（选做） 107 安全技术措施 108 组织措施 118.1 组织机构 118.2 参加试验人员 111 试验目的对于电力系统来说，无论是计算分析、规划运行或控制保护都必须建立在准确可信的数学模型的基础上，这些数学模型包括：发电机，励磁系统，原动机及调节系统以

3、及综合负荷模型等。尤其是我国正在进行“西电东送、南北互供和全国联网”工程，即将形成全国统一大电网，这对电力系统稳定性控制提出了更高的要求。调速系统作为电力系统中的一个重要环节，对于承担系统的调频、调峰任务，维护系统的稳定和提高电能质量都起着非常重要的作用。目前电网稳定计算分析中采用的调速器模型多为早期缓冲式调速器的数学模型，模型参数也一直沿用计算程序本身的典型参数，这种状况对电网的相关分析计算带来较大误差。开展对发电机组调速系统的参数实测工作，并通过对调速器数学模型的研究和仿真计算，建立更为准确的调速系统的计算模型，为电力系统的中长期稳定性仿真分析提供真实可靠的数据。本次模型参数测试工作包括：

4、1、收集原动机、调速器、协调系统、发电机及励磁系统参数。2、现场测试，通过现场试验尽可能多的获得该机组原动机及其调节系统的实测参数和特性。3、利用实测数据和设备厂家提供的原始数据计算出电力系统稳定计算（精确模型）中原动机及其调节系统模型和参数。4、依据实测的原动机及其调节系统特性，通过仿真计算，最终获得与本机实际特性相符的电力系统稳定计算模型和参数。2 编制依据本方案参照同步发电机原动机及其调节系统参数实测与建模导则有关要求编制。3 试验内容某厂电厂#2机组为600MW汽轮发电机组，采用哈尔滨汽轮机公司生产的发电机和汽轮机，电液控制系统（DEH）由ABB公司提供，协调控制系统（CCS）由鲁能控

5、制公司提供。原动机及其调节系统建模试验主要测试项目如下：（1）静态试验：a、电液控制系统（DEH）控制环节参数校核b、协调控制系统（CCS）控制逻辑校核c、高调门动作特性测试（2）动态试验：a、DEH阀控方式总阀位指令阶跃；b、DEH功率闭环频率扰动试验c、CCS功率闭环频率扰动试验d、机组甩负荷（选作）其中第一大项静态试验是在停机状态（锅炉停炉、管道无汽压、机组冷态）下进行，第二大项动态试验是在并网，机组稳定运行在稳燃负荷以上，所有保护均正常投入的情况下进行。4 发电机组原动机及其调节系统参数4.1 机组信息厂站名：某厂电厂机组调度编号：2号发电机制造厂：哈尔滨电机厂发电机型号：QFSN-6

6、00-2YHG发电机额定视在功率： 667 MVA发电机额定有功功率： 600 MW发电机额定功率因数：0.9（滞后）4.2 原动机参数原动机制造厂 哈尔滨汽轮机厂 原动机型号 CLNZK600-24.2/566/566原动机额定功率 600MW 原动机最大功率Pmax 637 MW高调门最大开度UMax 100 % 高调门最小开度UMin 0 %. 高压汽室容积时间常数Tch （哈汽未提供） 秒再热器容积时间常数Trh （哈汽未提供） 秒交叉管时间常数Tco （哈汽未提供） 秒高压缸功率比例FHP 31.5%（额定工况） p.u. 中压缸功率比例FIP 26.2%（额定工况） p.u. 低压

7、缸功率比例FLP 42.3%（额定工况） p.u. 机组转动惯量(高、中、低压缸及发电机) GD2 高中转子：15.8028 tm2低压转子：135.5948 tm24.3 调速系统参数4.3.1 调速系统基本参数调速系统制造厂 ：北京ABB贝利工程有限公司调速系统类型 ：数字电液调节系统调速器型号 ：Symphony一次调频死区E :2 rpm转速不等率 ：5 %控制环节参数设置（根据现场设置值收资）：比例、积分、微分、前馈SPEED:P:0.35 I:6.5MW:P:0.8 I:8TP:P:0.35 I:304.3.2 调速系统模型框图图4-1 某厂发电厂#2机DEH控制系统框图（注：请厂

8、家用实际模型框图替换此框图）4.4 协调系统(CCS)参数4.4.1 协调系统基本参数协调系统制造厂 ：山东鲁能控制工程有限公司协调系统类型 :分散控制系统协调系统型号 ：LN2000一次调频死区E ：2 rpm转速不等率 : %控制环节参数设置（根据现场设置值收资）：比例、积分、微分、前馈4.4.2 协调系统模型框图图4-1 某厂发电厂#2机CCS控制系统框图（注：请厂家用实际模型框图替换此框图）5 试验仪器、测点及接线5.1 试验仪器试验仪器如下：表5-1 试验测试仪器仪器名称生产厂家备注WFLC-VI电量记录分析仪中国电力科学研究院波形记录与分析FLC_VI转换器中国电力科学研究院信号转

9、换TEK信号发生器TEK公司模拟转速信号其他常规仪器如万用表等CEPRI电厂提供5.2 试验测点清单试验测点清单如下：表5-1 试验测点清单序号测点名称备 注1机组功率功率变速器，或PT、CT2机组转速转速传感器3DEH总阀位指令输出DEH模出信号4高压调门位移反馈位移传感器5汽水分离器压力DAS信号6主汽门后压力DAS信号7调节级压力DAS信号8冷端再热器入口压力DAS信号9热端再热器出口压力DAS信号10中排压力DAS信号11DEH频差值DEH模出信号12DEH功率环PID输出DEH模出信号13CCS频差值CCS模出信号14CCS功率环PID输出CCS模出信号注：如果需要对CCS系统进行静

10、态PID校核，则需要13、14测点。采样周期要求在100ms以内。5.3 试验接线图6-1 试验接线图注：对于组态输出的信号，如果没有足够的备用通道，可以根据试验进展情况有选择的接入。6 试验方法及相关条件6.1 静态试验试验条件：（1）DEH调试完毕；（2）锅炉停炉、管道无汽压、机组冷态；（3）润滑油、抗燃油系统（包括蓄能器）工作正常；（4）机组具备挂闸条件，且油温、油压在正常范围内。6.1.1 电液控制系统（DEH）控制环节参数校核试验方法（1）将PID环节（重点为负荷控制回路）单独设置为P、I、D环节，及PI、PD、PID环节。（2）强制PID环节的输入量，测取PID环节的输出量。（3）

11、强制一次调频环节的频差输入量，测取一次调频环节的输出量。6.1.2 协调控制系统（CCS）控制逻辑校核试验方法（1）通过改变CCS控制系统各环节的输入量，录取该环节的输出量，对CCS控制逻辑进行校核。（2）与CCS厂家人员或现场调试人员查看CCS逻辑和参数配置，获取详尽并准确的资料。6.1.3 高调门动作特性测试试验方法：在DEH端子柜加3000Hz的转速模拟信号（或强制该信号），并模拟机组的并网状态。在调门单阀和顺序阀方式各进行两次如下试验。（1）手动方式下，分别进行总阀位指令90%，50%，20%，5%，2%阶跃，也可根据现场录波情况灵活调整阶跃量。（2）以3200Hz的采样频率，记录整个

12、过程中以下参数的变化情况：总阀位指令， 高调门CV1CV4的阀位反馈。6.2 动态试验试验条件：（1）调速系统工作正常，机组并网并已经稳定运行在稳燃负荷以上；（2）DEH及CCS各运行方式可以正常投入且无扰切换；（3）一次调频功能可以正常投入；（4）试验期间尽量维持主汽压力在额定值附近； （5）机组的各项保护正常投入。（6）试验要求负荷为80%Pn（额定负荷）。（7）在接线全部完成的情况下，动态试验需要24小时时间。6.2.1 DEH阀控方式总阀位指令阶跃试验方法：（1）将DEH运行方式切换至阀控方式，进行总阀位指令的上、下阶跃，控制阶跃量，使得阶跃引起的负荷变化不超过10%的额定负荷。若DE

13、H阀控方式下可以投入一次调频功能，也可以通过一次调频功能进行该项试验。（2）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（3）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令， 频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。6.2.2 DEH功率闭环频率扰动试验试验方法：（1）并网状态下，DEH投功率闭环运行，CCS退出。（2）通过强制DEH一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。在一次调频死区设定为2转，根据现场情况，可以进行3、5、7、9、11转（

14、含死区）的频差扰动。（3）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（4）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令， 频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。（5）将一次调频死区从2转，一键切换到9转（0.15hz）。（6）通过强制DEH一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。在一次调频死区设定为9转（0.15hz），根据现场情况，可以进行3、5、7、9、11、13转（含死区）的频差扰动。6.2.3 CCS功率闭环频率扰动试验试验方法：

15、（1）并网状态下，CCS投功率闭环运行。（2）通过强制一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。在一次调频死区设定为2转，根据现场情况，可以进行3、5、7、9、11转（含死区）的频差扰动。须注意CCS和DEH一次调频环节的配合情况。（3）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（4）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令， 频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。（5）将一次调频死区从2转，一键切换到9转（0.15hz）。（6）通过强

16、制一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。在一次调频死区设定为9转（0.15hz），根据现场情况，可以进行3、5、7、9、11、13转（含死区）的频差扰动。须注意CCS和DEH一次调频环节的配合情况。6.2.4 机组甩负荷试验（选做）试验方法：（1） 根据电厂安排，在进行甩负荷试验时进行录波； （2）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令， 频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力，及发电机电压、电流等电气量。7 安全技术措施（1）试验前进行技术交底，参加试验人员应熟悉试验方案。（2）机组所有保护均

17、投入运行，一次调频调试完毕，具备投运条件。（3）由熟悉现场设备的发电厂人员或制造厂人员进行现场设备的操作。（4）试验前，运行人员应做好主汽压力越限、超速、机组跳闸等事故预想。（5）试验过程中值班人员要密切监视汽机各部温度，如有异常，立即停止试验，待查明原因后再决定是否继续进行试验。（6）在整个试验过程中，所有人员必须服从总指挥的协调和指挥，不得擅自工作和离开工作岗位；（7）严格执行电业安全工作规程的有关部分及工作票制度。（8）严格按照试验方案的步骤和参数设置进行操作，试验过程中如有不清楚的地方，如参数修改等，必须熟悉后方可进行；（9）参加试验的各成员要认真履行自己的职责,严禁自己违章和违章指挥

18、,发现违章作业要及时纠正处理。要正确处理安全与进度的关系；各参试人员要自觉遵章守纪,自觉接受他人的监督,加强自我防范保护意识；特别是要加强非本公司人员的安全监护工作；在整个试验过程中要始终坚持执行事故预想,确保不发生人身轻伤及以上事故和设备事故。（10）试验结束后应进行现场工机具的清理，不得遗漏在现场及设备上造成隐患；试验结束后要加强总结，及时完善设备检修台帐和整理相关记录。8 组织措施8.1 组织机构总指挥：曹忠友操作组：组长：当值值长成员：当值运行人员实验组：组长：于大海成员：艾东平、李跃林、王传军、王丽、张义江、马驰、扈娟8.2 参加试验人员中国电力科学研究院：于大海、艾东平某厂电厂：曹忠友、秦朝海、李跃林、王传军、王丽、张义江、马驰、扈娟、当班值长