#2机组原动机及其调.docx

#2机组原动机及其调.docx

《#2机组原动机及其调.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《#2机组原动机及其调.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

#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3

2编制依据3

3试验内容3

4发电机组原动机及其调节系统参数4

4.1机组信息4

4.2原动机参数4

4.3调速系统参数5

4.3.1调速系统基本参数5

4.3.2调速系统模型框图5

4.4协调系统（CCS）参数6

4.4.1协调系统基本参数6

4.4.2协调系统模型框图6

5试验仪器、测点及接线6

5.1试验仪器6

5.2试验测点清单7

5.3试验接线7

6试验方法及相关条件8

6.1静态试验8

6.1.1电液控制系统（DEH）控制环节参数校核8

6.1.2协调控制系统（CCS）控制逻辑校核8

6.1.3高调门动作特性测试8

6.2动态试验9

6.2.1DEH阀控方式总阀位指令阶跃9

6.2.2DEH功率闭环频率扰动试验9

6.2.3CCS功率闭环频率扰动试验10

6.2.4机组甩负荷试验（选做）10

7安全技术措施10

8组织措施11

8.1组织机构11

8.2参加试验人员11

1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：

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-600-2YHG

发电机额定视在功率：

667MVA

发电机额定有功功率：

600MW

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Pmax637MW

高调门最大开度UMax100%

高调门最小开度UMin0%.

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FHP31.5%（额定工况）p.u.

中压缸功率比例FIP26.2%（额定工况）p.u.

低压缸功率比例FLP42.3%（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：

15.8028t·m2

低压转子：

135.5948t·m2

4.3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:

±2rpm

转速不等率δ：

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:

0.35I:

6.5

MW:

P:

0.8I:

8

TP:

P:

0.35I:

30

4.3.2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：

±2rpm

转速不等率δ:

%

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、CT

2

机组转速

转速传感器

3

DEH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

11

DEH频差值

DEH模出信号

12

DEH功率环PID输出

DEH模出信号

13

CCS频差值

CCS模出信号

14

CCS功率环PID输出

CCS模出信号

注：

如果需要对CCS系统进行静态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）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，记录整个过程中以下参数的变化情况：

总阀位指令，高调门CV1~CV4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2~4小时时间。

6.2.1DEH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DEH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。

6.2.2DEH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（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。

6.2.3CCS功率闭环频率扰动试验

试验方法：

（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,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