燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统，主要是在控制逻辑中伺服系统输入环节增设试验功能模块，增加数据采模块来测试反映燃料阀位移的位移传感器信号(测试为并联方式，不影响原控制系统回路)。通过对试验功能模块和试验开关切换进行试验测试，对燃料阀位移信号进行测试与数据分析，可以获得精确的燃气轮机调速器伺服系统控制参数，提高了燃气轮机调速器仿真模型参数的准确性和模型验证的可靠性。应用本实用新型专利技术可全面、快速地完成燃气轮机调速器伺服系统控制参数的测定，实现燃气轮机调速器伺服系统的入网检测、出厂验收检测、日常维护检测，确保其在电网中安全、可靠、稳定地运行，满足电网稳定计算分析需要。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统，主要是在控制逻辑中伺服系统输入环节增设试验功能模块，增加数据采模块来测试反映燃料阀位移的位移传感器信号(测试为并联方式，不影响原控制系统回路)。通过对试验功能模块和试验开关切换进行试验测试，对燃料阀位移信号进行测试与数据分析，可以获得精确的燃气轮机调速器伺服系统控制参数，提高了燃气轮机调速器仿真模型参数的准确性和模型验证的可靠性。应用本技术可全面、快速地完成燃气轮机调速器伺服系统控制参数的测定，实现燃气轮机调速器伺服系统的入网检测、出厂验收检测、日常维护检测，确保其在电网中安全、可靠、稳定地运行，满足电网稳定计算分析需要。【专利说明】燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统
本技术属于电网稳定性仿真建模分析领域，涉及燃气轮机调速器建模试验技 术，尤其是一种燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统。
技术介绍
燃气轮机发电机组参与电网频率调节响应速最快的机组，在维持电网稳定方面发 挥了重要的作用。当电网频率变化时发电机组立刻通过燃气轮机调速器反向调节功率，达 到稳定电网频率的目的。电网稳定性仿真计算需要精确的燃气轮机调速器仿真模型，而其 模型和参数，必须通过试验进行测试、辩识和验证。目前，燃气轮机发电机组调速器控制设 备大多从国外进口，出于知识产权保护或防止控制参数随意更改，其调速器伺服系统设备 往往封装，伺服系统输出信号无法进行测试或更改，更无法了解内部控制参数及其控制性 能。同时，市场上调速器伺服系统设备种类多，产品的功能、性能参差不齐，其控制性能无法 了解，因而有必要进行实测。 燃气轮机调速器伺服系统设备性能关系到机组参与电网一次频的性能，以及一次 调频过程中电网的稳定性。为了确保电网频率稳定可靠，应依据燃气轮机参与电网调频的 实际情况和相关技术要求开展燃气轮机调速器建模及其参数测试工作。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种全面、快速、准确的燃气轮机调速器伺 服系统控制参数测试系统，实现燃气轮机调速器伺服系统控制参数的现场精确实测，满足 电网稳定计算分析的需要。 为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：燃气轮机调速器伺服系统 控制参数测试系统，包括伺服系统设备、EH油泵和油动机、位移传感器、数据采集模块、试验 功能模块和试验开关，在伺服系统输入环节增设试验功能模块，并增加与燃料阀行程位移 传感器并联的数据采集模块，试验功能模块与伺服系统之间由试验开关连接控制；试验功 能模块设有全开全关功能模块和阶跃功能模块。 试验功能模块的指令为瞬间阶跃突变指令，直接加到伺服系统，中间无延时和速 率限制，伺服系统直接通过油动机驱动燃气轮机燃料阀，使燃气轮机燃料阀同步同量运动。 全开全关功能模块具有全开档和全关档，全开档指令使燃气轮机燃料阀快速全 开，全关档指令使燃气轮机燃料阀快速全关；阶跃功能模块设有中间位档、正阶跃档、负阶 跃档，均为可调。 阶跃功能模块的中间位档设为50 %或60 %，指令使燃气轮机燃料阀动作至全行 程的中间位，指燃料阀开到50%或60%全行程；正阶跃档设为+10%或+5%，指燃气轮机燃 料阀动作量突开10%或5%全行程；负阶跃档设为-5%或-10%，指燃气轮机燃料阀动作量 突关5%或10%全行程。 使用上述系统的燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试方法，在控制逻辑中伺服 系统输入环节增设试验功能模块，增加数据采模块来测试反映燃料阀位移的位移传感器信 号。 上述燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试方法，包括以下步骤： a、机组停机非并网状态，调速器具备开机启动运行条件；通过启动油泵实现燃 气轮机调速器伺服系统对燃料阀油动机的控制，驱动燃料阀的油动机接受控制指令，按指 令正常动作； b、启动数据采集模块，将试验开关切换至试验功能模块，试验功能模块选择全开 全关功能模块的全关档使燃料阀处于全关状态，燃料阀全关后选择全开全关功能模块的全 开档指令使燃料阀快速全开；稳定后选择全开全关功能模块的全关档指令使燃料阀快速全 关；停止采集信号；保持全开全关功能模块处于全关档；燃料阀全开、全关测试过程结束， 停止数据采集模块； c、再启动数据采集模块，切换试验开关至试验功能模块，试验功能模块选择阶跃 功能模块的中间位档指令使燃料控制至50%全行程位置；阶跃功能模块选择正阶跃档突 变指令+10%，燃料阀突开10%的全行程量；稳定后阶跃功能模选择中间位档，使燃料控 制至50%全行程位置；稳定后阶跃功能模块选择负阶跃档突变指令-10%，使燃料阀突关 10 %的全行程量；稳定后切换开关选择全开全关功能模块，因全开全关功能模块处于全关 档使燃料阀快速全关；燃料阀阶跃测试过程结束，停止数据采集模块； d、停止油泵，将试验开关切换至燃料阀指令，恢复系统至正常运行状态；整个 试验测试过程结束。 上述燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试方法，还包括以下步骤： e、通过燃料阀全开、全关过程数据采集模块记录到的录波曲线各时刻的燃料阀位 移数据，计算驱动燃料阀油动机的开启时间常数To和关闭时间常数Tc ; f、通过数据采集模块对阶跃功能模块试验过程中测试燃料阀油动机动作过程数 据，以及燃料阀油动机的开启时间常数和关闭时间常数，基于matlab建立仿真模型，并采 用最小二乘法拟合，获得燃气轮机伺服系统控制参数。 针对目前燃气轮机调速器伺服系统控制参数缺乏有效测试技术的问题，专利技术人 设计了一整套完善的测试系统，并据此建立了相应的测试方法，主要是在控制逻辑中伺服 系统输入环节增设试验功能模块，增加数据采模块来测试反映燃料阀位移的位移传感器信 号，由于数据采模块对燃料阀行程位移传感器信号的测试为并联方式，不影响原控制系统 回路。EH油泵硬件设备启动、调速器具备开机启动运行是进行测试的前提条件。按照本实 用新型，通过对试验功能模块和试验开关切换进行试验测试，对燃料阀位移信号进行测试 与数据分析，可以获得精确的燃气轮机调速器伺服系统控制参数，提高了燃气轮机调速器 仿真模型参数的准确性和模型验证的可靠性。本技术解决了在燃气轮机调速器伺服系 统输出环节无法直接测取信号来获取伺服系统控制参数问题，应用本技术可全面、快 速地完成燃气轮机调速器伺服系统控制参数的测定，实现燃气轮机调速器伺服系统的入网 检测、出厂验收检测、日常维护检测，确保其在电网中安全、可靠、稳定地运行，满足电网稳 定计算分析需要。 【专利附图】【附图说明】 图1是正常燃料阀指令通过伺服系统控制燃气轮机燃料阀的工作原理示意图。 图2是应用本技术进行伺服系统控制参数测试的工作原理示意图。 图3是本技术燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统中试验功能模块 示意图，图中：1全开全关功能模块，2阶跃功能模块。 图4是应用本技术进行燃料阀全关过程测试的试验录波曲线，图中：1燃料阀 位移信号，2燃料阀指令。 图5是应用本技术进行燃料阀全开过程测试的试验录波曲线，图中：1燃料阀 位移信号，2燃料阀指令。 图6是应用本技术通过获得的油动机关闭时间常数T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机调速器伺服系统控制参数测试系统，包括伺服系统设备、EH油泵和油动机、位移传感器、数据采集模块、试验功能模块和试验开关，其特征在于：在伺服系统输入环节增设试验功能模块，并增加与燃料阀行程位移传感器并联的数据采集模块，试验功能模块与伺服系统之间由试验开关连接控制；所述试验功能模块设有全开全关功能模块和阶跃功能模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文立斌，李俊，雷亭，卢万里，窦骞，廖卫国，孙志媛，
申请(专利权)人：广西电网公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西;45