水轮机控制系统标准解读.ppt

水轮机控制系统国家标准GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 GB/T 9652.2-2007水轮机控制系统试验规程 解读 华中科技大学 魏守平 GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 “1　范围 本标准适用于水轮机控制系统，包括工作容量 350 N·m 及以上机械液压调速器（以下简称机调）和电气液压调速器（以下简称电调）以及油压装置。” GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 在水轮机数字式(微机)电液调速器出现以前，水轮机调 速器的主要作用是根据偏离机组频率(转速)额定值的偏差， 调节水轮机导叶和轮叶机构，维持机组水力功率与电力功率 平衡，使机组频率(转速)保持在额定频率(转速)附近的允许 范围之内。这时的水轮机调速器主要是一个机组频率(转速) 调节器。 现代水电厂和电力系统，对水轮机调速器的性能及功能 提出了新的和更严格的要求。  GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 在数字式微机电液调速器发展、完善和广泛应用的同时，水电厂自 动发电控制(AGC)系统、电网能量管理系统(EMS)也日趋成熟并进入实用 化的阶段；现代电力系统中，区域电网容量迅速加大，区域电网间联网 并要求进行交换功率控制；大中型和多数小型水轮发电机组均并入大的 区域电网运行。在这种运行方式下，电网的负荷频率控制(LFC)是通过 电网AGC系统和电厂AGC系统来控制水电机组的水轮机调速器及火电机组 的调速系统实现的。当机组并入大电网运行时，水轮机调速器主要作为 电网一次调频/负荷控制器、电网二次调频和电网负荷频率控制的功率 控制器使用。 GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 因而，现代水轮机调速器承担的任务已不能仅仅用“水 轮机调节”来描述了，它除了具有调节水轮发电机组频率(转 速)的功能之外，还可以具有功率控制、水位控制、流量控 制、电网一次调频、二次调频和区域电网间交换功率控制 (TBC)等附加的控制功能。IEC关于水轮机调速器的技术规范 导则(IEC61362(1998))和试验(IEC60308(2005))中对水轮机 调速器都是用“水轮机控制系统”来命名的；我国的水轮 机调速器与油压装置的国家标准(技术条件和试验规程)正在 修订，也将主题词“水轮机调速器与油压装置”改为“水轮机 控制系统”。 GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 水轮机控制系统 hydraulic turbine control systems:用来检测被控参量（转速、功率、水位、流量等）与给定参量的偏差，并将它们按一定特性转换成主接力器行程偏差的一些设备所组成的系统。 被控制系统 controlled system:由水轮机控制系统控制的系统，它包括水轮机、引水和泄水系统、装有电压调节器的发电机及其所并入的电网。 水轮机调节系统 hydraulic turbine regulating system:由水轮机控制系统和被控制系统组成的闭环系统。 随动系统 servo-system:自动跟踪控制装置输出，并转换、放大的位置反馈控制系统。 GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 水轮机调节系统的结构如图所示。其工作过程为：测量元件把机组转速n （频率f）、功率Pg、水头H、流量Q等参量测量出来，与给定信号和反馈信号综 合后，经放大校正元件控制执行机构，执行机构操纵水轮机导水机构和桨叶机 构，同时经反馈元件送回反馈信号至信号综合点。  GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 水轮机调节的任务 机组频率调节器-维持机组转速在额定转速附近，满足电网一次调频要求； 机组功率控制器-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(AGC)要求； 机组工况控制器-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。 水轮机调节系统的特点： 操作力大——需要经液压放大操作接力器 水流惯性：水流惯性时间常数 机械惯性：机组机电时间常数 系统复杂、非线性特性 GB/T 9652.1-2007水轮机控制系统技术条件 有差调节 difference regulation, deviation regulation:水轮机控制系统处于自动调节状态下，永态差值系数bp0的调节方式。 无差调节 no-difference regulation, no-deviation regulation:水轮机控制