專利名稱：燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)穩(wěn)定性仿真計算領(lǐng)域的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)建模試驗 技術(shù)，特別涉及一種為燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的負荷一頻率調(diào)節(jié)特性測試的試 驗方法。
背景技術(shù)：
為了維持電網(wǎng)的穩(wěn)定，發(fā)電機組需要具有頻率調(diào)節(jié)能力，即當電網(wǎng)頻率變化 時發(fā)電機組立刻反向調(diào)節(jié)機組的功率，達到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的目的。建立發(fā)電機組調(diào) 速系統(tǒng)模型是進行電網(wǎng)穩(wěn)定性計算的基礎(chǔ)。電網(wǎng)穩(wěn)定性仿真計算需要精確的入網(wǎng)發(fā) 電機組調(diào)速系統(tǒng)仿真模型作為基礎(chǔ)，而發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的正確性必須通 過試驗進行參數(shù)辨識和模型驗證。
參看圖1，目前燃氣輪機調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié)特性的試驗方法是在系統(tǒng)頻 率或發(fā)電機組轉(zhuǎn)速的測量值上面加小干擾偏置，疊加了偏置的系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速，與 頻率或轉(zhuǎn)速設(shè)定制進行比較，調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)其差值調(diào)節(jié)發(fā)電機組的負荷，從而測量 發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性。
傳統(tǒng)的試驗方法是在實際電網(wǎng)頻率(50Hz左右)的基礎(chǔ)上疊加一個0.4%的擾 動量，由于電網(wǎng)本身始終在波動而非穩(wěn)定不變(正常情況的波動幅度為±0.05%左 右，是試驗擾動量的12.5%)，因此必然造成試驗結(jié)果誤差過大的結(jié)果。而調(diào)速系 統(tǒng)試驗必須通過小擾動(<0.4%)來完成，因為擾動量過大有可能會影響電廠正常 運行的安全性，所以用傳統(tǒng)試驗方法得到的數(shù)據(jù)是不精確的。
現(xiàn)有的試驗方法存在的主要問題是，系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速始終處于波動狀態(tài)，一 般情況下為±0.05%左右，而由于系統(tǒng)安全性的限制疊加的偏置必須是小幅度的干 擾量(±0.3%左右)，因此系統(tǒng)頻率波動對試驗結(jié)果的影響較大，降低了參數(shù)辨識 和模型驗證的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié)特性測 試的試驗方法，它解決了現(xiàn)有試驗方法在系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速處于波動狀態(tài)中對試驗結(jié) 果影響大，降低了參數(shù)辨識和模型驗證準確性的問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下-
一種燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試驗方法，在控制邏輯 中增設(shè)試驗?zāi)K和試驗控制開關(guān)，具體試驗步驟為
a、 機組穩(wěn)定正常運行，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率為實際電網(wǎng)頻率50Hz， 將試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz的99.6% 100.4%，由電子信號控制的 試驗控制開關(guān)位于關(guān)閉狀態(tài)；
b、 切換試驗控制開關(guān)至開啟狀態(tài)，機組的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率值改 變?yōu)槟M電網(wǎng)頻率即正常頻率的99.6% 100.4%,控制系統(tǒng)認為電網(wǎng)頻率降低成提 高了 0.4%，由此作出增加或降低機組功率的反應(yīng)；
c、 記錄機組頻率變化過程中各環(huán)節(jié)的變化數(shù)據(jù)，通過參數(shù)辨識得到模型中的 參數(shù)值，將參數(shù)值代入仿真模型中，與實際功率變化曲線對比驗證模型的準確性；
d、 試驗結(jié)束后切換試驗控制開關(guān)至關(guān)閉狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率 恢復到實際電網(wǎng)頻率。
按照本發(fā)明的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié)特性測試的試驗方 法，根據(jù)資料建立燃氣輪機發(fā)電機組的調(diào)速系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)仿真模型，然后在發(fā)電廠 的發(fā)電機組上進行真機現(xiàn)場試驗，由此屏蔽了電網(wǎng)頻率波動的干擾，得到穩(wěn)定的調(diào) 速系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)，提髙了燃氣輪機調(diào)速系統(tǒng)仿真模型參數(shù)的準確性和模型驗證的可 靠性。
按照本發(fā)明的方法通過切換頻率進行試驗，屏蔽了電網(wǎng)波動的干擾，保證試 驗時的電網(wǎng)頻率能夠穩(wěn)定在99.6%或100.4%，誤差為0%，因此得到的數(shù)據(jù)是精確 的，模型是可信的。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)特性試驗方法的區(qū)別在于，釆用在控制邏輯中增加 試驗?zāi)K和控制開關(guān)的方法替代了傳統(tǒng)的在控制邏輯輸入上疊加偏置的方法。


圖1是現(xiàn)有的燃氣輪機調(diào)速系統(tǒng)特性試驗方法的試驗流程圖。 圖2是按本發(fā)明的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié)特性測試的試 驗方法的工作原理圖。
圖3是按圖2所示工作原理的實施方法示意圖。
圖4是按本發(fā)明試驗方法的一個實施例調(diào)速系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速升高時的負荷響
應(yīng)曲線圖。
圖5是圖4實施例調(diào)速系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速降低時的負荷響應(yīng)曲線圖。
具體實施例方式
參看圖2和圖3，按本發(fā)明的一種燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié) 特性測試的試驗方法，在控制邏輯中增設(shè)試驗?zāi)K和試驗控制開關(guān)。
為了避免影響系統(tǒng)的安全性，不能簡單地用給定頻率或轉(zhuǎn)速替代實際轉(zhuǎn)速， 而必須在控制邏輯中增加試驗控制模塊和控制開關(guān)，在該模塊中定義新的變量用給 定頻率或轉(zhuǎn)速替代實際頻率或轉(zhuǎn)速，而不改變整個控制系統(tǒng)中的實際頻率或轉(zhuǎn)速變
當試驗開始時，用控制開關(guān)將正常負荷控制模塊切換到試驗?zāi)K控制，改變 上述自定義變量，測試系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性；當試驗結(jié)束時，再用控制開關(guān)切換回初始 狀態(tài)；在整個試驗過程中保護系統(tǒng)仍然監(jiān)視的是實際頻率和轉(zhuǎn)速，因此不會影響系 統(tǒng)的安全性。
按本發(fā)明的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷一頻率調(diào)節(jié)特性測試的試驗方 法，具體試驗步驟為
a、 機組穩(wěn)定正常運行，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率為實際電網(wǎng)頻率50Hz 左右，將試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz的99.60/。 100.4。/。，尤其將試驗 模塊中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz的99.6%或100.4%，由電子信號控制的試驗控 制開關(guān)位于關(guān)閉狀態(tài)。
b、 切換試驗控制開關(guān)至開啟狀態(tài)，機組的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率值改 變?yōu)槟M電網(wǎng)頻率即正常頻率的99.6% 100.4%，尤其為99.6%或100.4%，控制 系統(tǒng)認為電網(wǎng)頻率降低或提高了 0.4%，由此作出增加或降低機組功率的反應(yīng)。
c、 記錄機組頻率變化過程中各環(huán)節(jié)的變化數(shù)據(jù)，通過參數(shù)辨識得到模型中的
參數(shù)值，將參數(shù)值代入仿真模型中，與實際功率變化曲線對比驗證模型的準確性。 d、試驗結(jié)束后切換試驗控制開關(guān)至關(guān)閉狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率
恢復到實際電網(wǎng)頻率。
參看圖4和圖5，新增調(diào)速系統(tǒng)試驗?zāi)K用一個新的自定義頻率或轉(zhuǎn)速變量替
代系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速，以得到穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng)負荷響應(yīng)特性曲線。例如對典型的GE 公司9E/9F燃氣輪機調(diào)速系統(tǒng)負荷響應(yīng)，圖4顯示了調(diào)速系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速升高時的 負荷響應(yīng)曲線，圖5顯示了調(diào)速系統(tǒng)頻率或轉(zhuǎn)速降低時的負荷響應(yīng)曲線。
當然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當認識到，上述實施例僅是用來說明 本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實 施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試驗方法，其特征在于，在控制邏輯中增設(shè)試驗?zāi)K和試驗控制開關(guān)，具體試驗步驟為a、機組穩(wěn)定正常運行，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率為實際電網(wǎng)頻率50Hz，將試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz的99.6％～100.4％，由電子信號控制的試驗控制開關(guān)位于關(guān)閉狀態(tài)；b、切換試驗控制開關(guān)至開啟狀態(tài)，機組的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率值改變?yōu)槟M電網(wǎng)頻率即正常頻率的99.6％～100.4％，控制系統(tǒng)認為電網(wǎng)頻率降低或提高了0.4％，由此作出增加或降低機組功率的反應(yīng)；c、記錄機組頻率變化過程中各環(huán)節(jié)的變化數(shù)據(jù)，通過參數(shù)辨識得到模型中的參數(shù)值，將參數(shù)值代入仿真模型中，與實際功率變化曲線對比驗證模型的準確性；d、試驗結(jié)束后切換試驗控制開關(guān)至關(guān)閉狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率恢復到實際電網(wǎng)頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試 驗方法，其特征在于，所述試驗步驟a中將試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz 的99.6%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試 驗方法，其特征在于，所述試驗步驟a中將試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率調(diào)整到50Hz 的100.4% 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試 驗方法，其特征在于，所述試驗步驟b中機組的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率值改 變?yōu)槟M電網(wǎng)頻率即正常頻率的99.6%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷頻率調(diào)節(jié)測試的試 驗方法，其特征在于，所述試驗步驟b中機組的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率值改 變?yōu)槟M電網(wǎng)頻率即正常頻率的100.4%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃氣輪機發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)負荷-頻率調(diào)節(jié)特性測試的試驗方法，其特點是在控制邏輯中增設(shè)試驗?zāi)K和試驗控制開關(guān)，其試驗步驟為a.調(diào)整試驗?zāi)K中的模擬電網(wǎng)頻率，試驗控制開關(guān)位于關(guān)閉狀態(tài)；b.切換試驗控制開關(guān)至開啟狀態(tài)，作出增加或降低機組功率的反應(yīng)；c.記錄機組頻率變化數(shù)據(jù)，將參數(shù)值代入仿真模型中，與實際功率變化曲線對比驗證模型的準確性；d.試驗結(jié)束后切換試驗控制開關(guān)至關(guān)閉狀態(tài)，轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)得到的電網(wǎng)頻率恢復到實際電網(wǎng)頻率。按照本發(fā)明方法，通過切換頻率進行試驗，屏蔽了電網(wǎng)頻率波動的干擾，得到穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)，提高了燃氣輪機調(diào)速系統(tǒng)仿真模型參數(shù)的準確性和模型驗證的可靠性。
文檔編號G06F17/00GK101364735SQ20081004213
公開日2009年2月11日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者張文輝, 穎 李 申請人:華東電力試驗研究院有限公司;上海明華電力技術(shù)工程有限公司