水轮机调速器的基本概念.ppt

水轮机调节的基本概念 水轮机调节的基本概念 问题 1、水电厂的生产过程是怎样实现的？ 2、水轮机调速器的任务是什么？ 3、调速器为什么要进行PID调节？ 水电厂的生产过程是怎样实现的? 水电厂是将水的势能转换为机械水轮机的机械能，再将水轮的机械能通过发电机在电磁场做切割磁力线运动将机械能转换为电能。 水的势能－－机械能－－电能 水轮机调节的基本概念 一. 水轮机调节的基本概念 二. 水轮机微机电液调速器 水轮机调节的基本概念 1. 水轮机调节的任务 2. 水轮机调节系统 3. 水轮机调节系统的动态和静态特性 水轮机调节的任务 维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次调频要求； 完成调度下达的功率指令，调节水轮机组有功功率，满足电网二次调频要求； 完成机组开机、停机、紧急停机等控制任务； 执行计算机监控系统的调节及控制指令。 调速器为什么要进行PID调节？ PID调节 的目的是使水能发电机组在规定的时间和调节的范围内快速、平稳的控制机组到达理想的控制目标值。 KP（比例、增益）的作用：提高调速器的速度性。 KD（微分环节）的作用：增强调速器的相应速度，提高调速器调节的速度性。 KI（积分环节）的作用：提高调速器的稳定性，使调速器平稳调节。 只有在三个参数比较匹配的情况下，调速器按规定的理想曲线进行调节。 水轮机调节系统 系统结构： 图1-1 水轮机调节系统的结构图 系统特点： 操作力大——需要经液压放大操作接力器 水流惯性： 机械惯性： 系统复杂、非线性特性 其中Q－机组流量；L-引水管长度；H－水头；Pr-机组额定功率；nr-机组额定转速；GD2-机组转动惯量 手动水轮机调节 比例操作 微分操作（加速度） 积分操作 水轮机微机调速器 PID结构 ： 图1-3 微机调速器结构图 ?带前馈的PID结构 ： ◆ 水轮机调节系统的静态和动态特性 技术标准GB/T9652.1 2007 GB/T9652.2 2007 静态特性 静态特性： 水轮机调节系统静态特性 水轮机调节系统静态特性 永态差值系数： 静速死区： 图1-6 转速死区ix 随动系统不准确度 ： 图1-7 随动系统不准确度ia ◆ 水轮机调节系统的静态和动态特性 GB/T 9652.1—2007主要静态特性指标 ◆ 水轮机调节系统的静态和动态特性 速动时间常数Tx=bt×Td 接力器响应时间常数Ty 图1-9 接力器响应时间常数Ty ◆ 水轮机调节系统的静态和动态特性 调速器应保证机组在各种工况和运行方式下的稳定性指标 ① 手动空载工况（发电机励磁在自动方式下工作）运行时，水轮发电机组转速摆动相对值对大型调速器来说不得超过?0.2%；对中、小型和特小型调速器来说均不得超过?0.3%。当调速器控制水轮发电机组在空载工况自动运行时，在选择调速器运行参数时，待稳定后所记录3min内的转速摆动值应满足下列要求： ? 对于大型电气液压调速器，不超过?0.15%； ? 对于大型机械液压调速器和中、小型调速器，不超过?0.25%； ? 对于特小型调速器，不超过?0.3%。 ② 如果机组手动空载时的转速摆动相对值大于规定值（见上），那么其自动空载转速摆动相对值不得大于相应手动空载转速摆动相对值。 ◆ 水轮机调节系统的静态和动态特性 机组甩负荷后应保证的动态品质 ① 甩100%额定负荷后： ? 在转速变化过程中，超过3%额定转速以上的波峰不超过两个； ? GB/T 9652.1—2007规定：从接力器第一次向开启方向移动到机组转速摆动