一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，包括以下过程：确定热控系统中PID环节的参数，以使其满足三相重合闸要求的调节速度和调节精度；响应于三相重合闸请求，获取当前电网频率和发电机频率，比较电网频率和发电机频率确定汽轮机的加速或减速的调速方向；将电网频率和发电机频率转换为转速作为给定值输入到热控系统中PID环节，获取发电机有功功率作为PID环节的反馈值，计算PID环节得到汽轮机的调节功率，基于调速方向和调节功率，调节汽轮机的转速以使汽轮机转速与电网转速相匹配。本发明专利技术实时采集电网频率和发电机频率计算出汽轮机的调速方向和调节量，以使汽轮机转速与电网转速相匹配，提高三相重合闸的成功率。功率。功率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法及控制系统


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，还涉及一种适用于三相重合闸的汽轮机控制系统。

技术介绍

[0002]在超高压输电线路中，发生的短路故障多为瞬时性故障，因此重合闸被广泛使用，成功率也很高，这提高了电力系统整体可靠性。汽轮发电机的发电机失步故障本质上是电力系统稳定性被破坏了，而不是发电机本身出现永久性故障。当电网由于有功功率不足导致机组振荡失步跳闸，无疑会导致有功功率出现更大的缺额，造成系统更大范围的失稳，导致全网范围内的大停电。此时，让发电机快速重新合闸就很有必要了：在发电机失步时暂时跳开机组，保护发电机不受振荡电流的冲击，保护汽轮机大轴不被较大的应力冲击，等到满足同期条件后再次并网，给电网提供足够的有功功率支撑，进而提高整个电力系统的稳定性。
[0003]因此，当发电机本身无故障，由于电力系统故障使发电机失步保护动作或者由于开关偷跳等原因误动作时，利用同期、保护、控制装置使其自动重新合闸。由于发电机不能承受过大的负序电流，因此不考虑单相重合的情况，发电机重合闸只用三相重合闸。
[0004]发电机三相重合闸功能应作为发变组保护装置的一个组成部分，在发电机判断出机组失步，且失步原因不是因为发电机本身故障后，应该从全系统稳定运行出发，根据机组和系统初始状态和振荡严重程度，以及相应的滑极次数，由发变组保护装置进行综合判断，发出相应跳闸
‑
重合闸操作命令。
[0005]三相重合闸需要满足一定的条件，但是目前的汽轮机控制系统不具备这些功能，需要对其进行相应的改造。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，基于PID环节计算出汽轮机的转速调节量，以使汽轮机转速与电网转速相匹配，符合并网条件。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，包括以下过程：
[0008]确定热控系统中PID环节的参数，以使其满足三相重合闸要求的调节速度和调节精度；
[0009]响应于三相重合闸请求，获取当前电网频率和发电机频率，比较电网频率和发电机频率确定汽轮机的加速或减速的调速方向；
[0010]将电网频率和发电机频率转换为转速作为给定值输入到热控系统中PID环节，获取发电机有功功率作为PID环节的反馈值，计算PID环节得到汽轮机的调节功率；
[0011]基于调速方向和调节功率，调节汽轮机的转速以使汽轮机转速与电网转速相匹
配。
[0012]可选的，所述PID环节的公式为：
[0013][0014]其中K
p
为比例系数，T
i
为积分系数，T
d
为微分系数，e为反馈值与给定值的差值，u为输出值。
[0015]可选的，所述PID环节的参数包括比例系数、积分系数和微分系数。
[0016]可选的，所述PID环节的参数的调节顺序为：增大比例系数、增大微分系数和增大积分系数。
[0017]可选的，所述比较电网频率和发电机频率确定汽轮机的加速或减速的调速方向，包括：
[0018]若发电机频率小于电网频率，则增加汽轮机转速；反之，减少汽轮机转速。
[0019]相应的，本专利技术还提供了一种适用于三相重合闸的汽轮机控制系统，包括：
[0020]参数确定模块，用于确定热控系统中PID环节的参数，以使其满足三相重合闸要求的调节速度和调节精度；
[0021]采集模块，用于获取当前电网频率和发电机频率；
[0022]调速方向确定模块，用于比较电网频率和发电机频率确定汽轮机的加速或减速的调速方向；
[0023]调节量计算模块，用于将电网频率和发电机频率转换为转速作为给定值输入到热控系统中PID环节，获取发电机有功功率作为PID环节的反馈值，计算PID环节得到汽轮机的调节功率；
[0024]调节模块，用于基于调速方向和调节功率，调节汽轮机的转速以使汽轮机转速与电网转速相匹配。
[0025]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术实时采集电网频率和发电机频率计算出汽轮机的调速方向和调节量，以使汽轮机转速与电网转速相匹配，提高三相重合闸的成功。
附图说明
[0026]图1为热控系统的控制原理图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0028]本专利技术的一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，参见图1所示，包括如下步骤：
[0029]步骤S1，确定热控系统中PID环节的参数，以使其满足三相重合闸要求的调节速度和调节精度。
[0030]汽轮机的调速是发电机能否顺利重合的关键一环，若调速太慢，则在极端情况下，发电机频率迟迟无法跟踪系统频率，造成并网失败；若调速太快，调速系统阻尼过小，则有
可能导致机组失稳，导致跳机。因此需要合理配置热控系统参数，严格校验主汽调门开度，使汽轮机转速调节速率处于合理范围区间。
[0031]对控制系统性能影响最大的环节是PID环节。PID调节是经典控制理论中控制系统的一种基本调节方式。是具有比例、积分和微分作用的一种线性调节规律。PID调节的作用是将给定值r与被控变量的实际量测值y的偏差。r
‑
y的比例、积分和微分信号综合成控制量来对被控过程进行控制。这一控制量可以用式(1)表达：
[0032][0033]其中K
p
为比例系数，T
i
为积分系数，T
d
为微分系数，e为反馈值与给定值的差值，u为输出值。
[0034]加大比例系数K
p
可以减小系统的静差，但当K
P
过大时，会使系统的动态品质变坏，引起被控量振荡，甚至导致闭环系统不稳定。积分系数T
i
大说明积分作用弱，反之则说明积分作用强。增大T
i
，将减慢消除静差的过程，但可以减小超调，提高稳定性。微分系数T
d
增大，则微分作用加强，有助于减少超调，克服振荡，使系统趋于稳定，加快系统的响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。
[0035]机组失步跳闸后应能迅速跟踪电网频率，重合闸后减少振荡过程，因此需要适当调大K
p
，增大T
d
，若振荡条件依旧不满足要求，再增大T
i
。在实际工程中，则需要根据不同型号的机组选择相应调节参数，进行多次模拟实验和实际实验以取得最佳调节参数。当选择合适的参数使DEH调速加快，超调量减小，就有利于机组迅速重合闸，平抑机组重合闸后的振荡过程，防止二次失步。
[0036]步骤S2，响应于三相重合闸请求，获取当前电网频率和发电机频率，比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，其特征是，包括以下过程：确定热控系统中PID环节的参数，以使其满足三相重合闸要求的调节速度和调节精度；响应于三相重合闸请求，获取当前电网频率和发电机频率，比较电网频率和发电机频率确定汽轮机的加速或减速的调速方向；将电网频率和发电机频率转换为转速作为给定值输入到热控系统中PID环节，获取发电机有功功率作为PID环节的反馈值，计算PID环节得到汽轮机的调节功率；基于调速方向和调节功率，调节汽轮机的转速以使汽轮机转速与电网转速相匹配。2.根据权利要求1所述的一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，其特征是，所述PID环节的公式为：其中K
p
为比例系数，T
i
为积分系数，T
d
为微分系数，e为反馈值与给定值的差值，u为输出值。3.根据权利要求2所述的一种适用于三相重合闸的汽轮机控制方法，其特征是，所述PID环节的参数包括比例系数、积分系数和微分系数。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱煜，陈蔡辉，王信海，薛晓丹，陈育森，张伟伟，徐静，李辉，殷海峰，徐璐，吴灵华，陈晓霞，
申请(专利权)人：华能南通燃机发电有限公司，
类型：发明
国别省市：