永磁直驱型风机海上风电送出系统不对称接地及甩负荷电磁暂态研究

为明确海上风电交流送出系统过电压的特征与水平,需考虑风电机组的故障穿越特性。该文结合永磁直驱风机变流器的控制原理,提出海上风电送出系统不对称接地过电压的解析计算方法。基于PSCAD对风电机组进行精确电磁暂态建模与故障电压穿越测试,以国内某500 kV大规模海上风电工程为背景,仿真计算送出系统不对称接地及甩负荷过电压。结果表明:系统不对称接地过电压大小与风机正负序控制策略有关;海缆电网侧甩负荷将产生持续百ms的1.3 pu以上的暂态过电压,风机过电压保护动作延时越长,暂态过电压越严重。实际海上风电工程计算需紧密联系风机控制保护策略及其参数,并综合关键设备耐压水平进行评估,通过风机控制策略优化可以降低系统过电压水平。

电锅炉参与下火电机组甩负荷动态特性研究

我国正在加速清洁能源转型以实现“双碳目标”,然而新能源的不断接入使电力系统更加波动和难以稳定,尤其在寒冷供暖地区,电力系统任务更为艰巨。为了解决电力中断问题,火电机组的甩负荷控制技术变得迫切。目前的研究主要集中在改进火电机组运行和蓄热电锅炉的经济性和环保性,但电锅炉的热力特性尚未深入研究。本文建立了电锅炉的功率简化模型,通过仿真模拟研究了电锅炉参与火电机组甩负荷调节的动态特性,旨在为火电机组的灵活性改造提供支持,以提高电力系统的稳定性。

抽水蓄能电站甩负荷工况顶盖座环连接螺栓强度计算方法探讨

抽水蓄能电站机组启动频繁、运行工况复杂,国内外出现过多次顶盖座环连接螺栓断裂失效,发生水淹厂房的事故,影响了人员和财产安全。甩负荷工况为顶盖螺栓计算中的控制性工况之一,该工况下顶盖荷载的准确计算直接关系到螺栓强度计算的结果。本文通过某抽水蓄能电站顶盖和座环连接螺栓强度复核计算的实例,对计算方法等进行了探讨,提出了以现场实测数据为基础,进行CFD(计算流体力学)计算,并进行相应修正的方法。该方法兼顾了计算的时长和准确性,具备一定的工程实用性,可供行业参考。

超临界双抽背压供热机组甩负荷时汽动给水泵汽蚀分析

甩负荷试验是检验火力发电机组调节系统动态特性的重要试验,也是防止发生超速事故的措施,能够考核发电机组调节系统的动态特性,检验各配套辅机及相关系统设计对甩负荷工况的适应性。通过某电厂大型超临界双抽背压供热机组甩负荷试验过程及试验时出现的问题进行分析,采取对应的措施对此类机型进行事故预防,并提出运行建议,以保证在甩负荷后能够在设备安全的前提下持续提供稳定供热。

燃气轮机甩负荷控制策略研究及仿真验证

为提升分轴燃气轮机突卸负荷时的调速性能,降低瞬态调速率,减少达到稳定所需的时间,提出了根据负载信号等参数来进行判断,在油气比开环、转子加速度闭环之间进行切换控制的模式。搭建了过渡态仿真模型,采用隐式的CMF方法对某型燃气轮机突卸100%负荷时的燃气轮机气动参数进行了仿真,同时对整机突卸100%负荷进行了试验验证。整机气动参数的试验与仿真的对比结果验证了燃气轮机达到了产品验证合同要求。研究成果可以为燃气轮机突卸负荷控制逻辑设计及仿真提供参考。

变-定速抽水蓄能机组混合式布置对甩负荷过渡过程的影响

目前尚缺少较复杂的多洞多机输水系统下变-定速机组混合式布置对甩负荷过渡过程影响的研究。基于一维管道瞬变流理论,采用特征线法建立了“引水两洞四机、尾水四机一洞”的变-定速抽水蓄能机组水力过渡过程数学模型,并结合实际工程算例探讨了甩负荷工况下变-定速机组混合式布置对调节保证参数的影响。结果表明,相比于变速机组分布于不同引水主洞的布置方案,两台变速机组布置于同一引水主洞方案下甩负荷过渡过程中的调节保证参数在发电效率较高区内更为安全。

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明:单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。

长短叶片水泵水轮机双机同时甩负荷过程中空化发展与影响

水泵水轮机甩负荷是抽水蓄能电站最危险的过渡过程之一,现有电站设计标准中保证机组过渡过程中尾水管最低压强高于空化压强,但在转轮内部和尾水管进口依然有局部空化产生。因此,采用一维输水系统和三维水轮机组耦合的CFD方法,模拟了某抽水蓄能电站双机同时甩负荷导叶关闭过渡过程,重点分析了机组内部空化发展演变规律及其影响。结果表明,在甩负荷转速上升过程中,机组尾水管进口中心区域产生了螺旋状空化腔,在机组到达最大转速时刻,机组转轮长叶片流道出口产生了楔形空化腔;尾水管螺旋状空化腔溃灭瞬间对机组内部压强、转轮受力均产生了瞬时脉冲冲击,转轮内部楔形空化腔溃灭瞬间并未产生明显的冲击。

相继甩负荷工况最不利间隔时刻点

基于双机一洞布置型式的抽水蓄能电站输水系统水流动力方程和机组动量方程推导了先甩机组的尾水管进口最小压力解析公式,利用该解析公式分析并推测了尾水管进口压力最小值对应的相继甩负荷最不利间隔时刻点,并基于瞬变流理论和特征线法对某抽水蓄能电站工程实例进行了水力过渡过程数值模拟计算,计算结果验证了该分析和推测的准确性.结果表明:无论是同时甩负荷或是相继甩负荷,尾水管进口最小压力所在的机组运行轨迹点均极靠近机组特性曲线“反S”区间下弯点,且在下弯点以上;当尾水管进口最小压力出现在先甩机组时,对于先甩机组尾水管进口压力而言的最不利相继甩负荷间隔时刻点出现在先甩机组运行轨迹点第一次行至特性曲线“反S”区间Ⅱ区范围内.研究结果为抽水蓄能电站机组尾水管进口压力最小值计算以及控制工况选取提供了参考.

某火电机组汽电双驱引风机小汽轮机热态甩负荷时调门超驰开度对炉膛负压的影响

为研究某火电机组风烟系统采用汽电双驱型引风机时,引风机小汽轮机发电机甩负荷对小汽轮机及炉膛负压的影响,通过机组热力系统模型的搭建及仿真研究,提出在热态工况发生引风机小汽轮机发电机甩负荷的情况下,可通过超驰逻辑对小汽轮机调门进行控制,实现机组不发生辅机故障减负荷(RB)的事故,同时可维持炉膛负压在合理的范围内。仿真结果发现在不同负荷下进行甩负荷,可以得出一个较优调门超驰值,并通过试验验证了此方法的可行性。

紧急甩负荷与突甩负荷对调节保证极值的影响

工程设计常将紧急甩负荷得到的调节保证极值作为保障水电站安全运行的设计依据,而往往忽视了突甩负荷得到的调节保证极值大于前者的可能,忽视了突甩负荷过程中机组转速超出过速保护阈值转向紧急关机的操作及相应的调节保证极值,给水电站安全运行埋下了隐患。本文采用数值模拟的方法,以拉哇水电站调节保证设计为例,探讨紧急甩负荷和突甩负荷两者之间的差异,对紧急甩负荷时导叶关闭规律进行了优化,并对突甩负荷时调速器参数、接力器全行程关闭时间、过速保护阈值的选取进行了研究。结果发现:突甩负荷时,调节保证参数的极值主要取决于接力器全行程关闭时间;突甩负荷以及过速保护工况可能会出现较紧急停机工况更加不利的情况。

发电机组次同步振荡扭振参数甩负荷测试研究

提出一种利用甩负荷试验获取汽轮发电机组次同步振荡扭振参数的方法。甩负荷试验时汽轮机扭矩负载突降为0,转速飞升过程中激发出轴系扭转自由振动响应。利用频率计数法,从发电机组保护系统转速传感器输出信号中提取瞬时角速度,通过数值积分方法获取扭角位移信号。测试发现,相比于扭角速度,扭角位移信号更能反映扭振特征。甩负荷试验时扭振信号比较微弱,测速齿轮盘分度误差、振动、齿轮盘安装偏心等对测试结果影响较大。这类误差具有周期性特点,滤除瞬时角位移信号中转频及其若干倍倍频谐波分量后,信号中包含的扭振特征明显。结合某热电联产项目汽轮发电机组甩负荷试验进行了测试,给出了信号处理方法,验证了方法可行性。该方法无需对轴系施加扭矩激励,具有较高的工程应用价值。

首台超临界再热型双抽背压机组甩100%负荷试验分析

汽轮发电机组甩负荷试验目的为测取甩负荷后最高飞升转速变化曲线,通过对调节系统的动态特性分析考核汽机数字电液调节系统(digital electro-hydraulic control system,DEH)在甩负荷时的控制性能,通过对中国首台套超临界双抽背压式汽轮机组甩100%负荷试验结果进行分析,提出了在甩100%负荷过程中关键的控制点,尤其是甩负荷过程中的旁路控制、燃料控制、主蒸汽压力控制、给水控制、转速控制等方面进行充分分析研究,并进行了100%甩负荷试验,最终实现了在甩全负荷工况下的供热,各参数均良好,对热网产生的波动很小,有效提高了事故工况下的保障供热能力。本机组甩负荷后,转速飞升最大值3113 r/min,动态超调量3.77%,实现了超临界再热型双抽背压机组100%甩负荷试验一次成功,也为超临界双抽背压机组供热稳定性提高了良好的技术支撑。

基于模糊神经网络的水轮发电机组甩负荷过程调速器开度模式控制

基于模糊神经网络的水轮发电机组甩负荷过程调速器开度模式控制方法,能够快速稳定甩负荷过程中水轮发电机组的运行频率,保障电力系统平稳运行。构建水轮发电机组调速器数学模型,以模型中3个关键调节系数为目标输出,发电机组转速的误差变化率与误差为目标输入,设计5层模糊神经网络模型与控制规则;通过该模型依据此控制规则,模糊推理与模糊化目标输入,并持续迭代学习训练后,输出3个关键调节系数,向PID控制器内输入此类系数;由PID控制器以此输入为依据,控制水轮发电机组甩负荷过程调速器的开度模式,获得稳定频率输出。结果显示,该方法可通过对实验水轮发电机组甩不同额度负荷过程中调速器开度模式的控制,有效调整并稳定不同甩负荷过程中机组的运行频率,且控制中的控制精度较高,调整用时与超调量均较低,综合控制效果理想。

桃源水电站机组甩负荷后闸门联动控制策略研究

桃源水电站为低水头径流式电站,无滞洪调洪库容。在机组甩负荷后,水轮机导叶迅速关闭,引水系统压力管道压力急剧变化并形成大的水击压力,发电渠水面突变并向周围传播,在坝区产生涌浪,导致水位迅速上升。在不弃水不开闸泄洪的情况下,9台机组全部甩负荷,短时间内水浪翻闸,并在涌浪翻闸后易形成稳定水流,对闸门本体金属结构产生损害。为此,设计了机组甩负荷闸门联动控制策略以缩短应急泄洪的反应时间。在机组甩负荷时,根据“机组出力—过机流量—出库流量—闸门开度”的关系,计算出闸门开度,并考虑当前闸门状态、坝体水力消散特性、坝用变压器容量等因素,以最优的起门数量和起门顺序,联动闸门监控系统,迅速控制对应闸门泄洪。

电网暂态波动引发晶闸管整流系统甩负荷的分析与处理

针对实际运行中晶闸管整流控制装置故障引发整流机组跳闸的原因,开展了分析论证,通过开展晶闸管整流控制装置电源扰动试验,最终找到了晶闸管整流控制装置故障的具体原因,采取相应措施,使系列电流波动≤±50 A,整流效率由之前的98.1%提高至98.4%,有效降低了整流损耗。

十三陵抽水蓄能电厂单台机组甩负荷试验分析

介绍某抽水蓄能电站单台机组甩负荷试验的试验过程和数据分析,以检验水轮机调节系统的动态特性,分别计算了甩负荷试验过程中的转速上升率、蜗壳进口水压上升率以及尾水管进口水压下降,并以此为依据,验证了调节保证计算的正确性。

1000 MW机组甩负荷瞬态过程分析及关键点控制

针对二次再热机组甩负荷后,在维持转速稳定的过程中容易出现超高压缸和高压缸排汽温度超温现象,进而可能会出现切缸的问题,对甩负荷试验的必要条件、试验过程要点及试验数据进行梳理分析,详细阐述了甩负荷后出现超高压缸及高压缸排汽温度超限的控制方法,甩负荷后出现切缸及切缸后的重启控制,提出了三级旁路及其减温水配合甩负荷的控制方法。结果表明:甩负荷瞬态过程机组参数变化剧烈,数字式电液调节系统能快速响应,机组各调速汽门快速关闭,最高飞升转速及汽轮机转速动态超调量符合要求。使用三级旁路及其减温水配合甩负荷调整及严格执行试验规程的要求,可大大降低甩负荷瞬态过程的风险、提高机组运行的安全性。

抽水蓄能机组甩负荷试验研究

分析金寨抽水蓄能电站2号机组甩50%和100%额定负荷时的转速上升率、蜗壳进口压力最大值和尾水锥管进口压力最小值。采用低通滤波法(截止频率为0.2倍转频)对蜗壳进口和尾水锥管进口压力数据进行处理以获得趋势项,研究不同数据时长下压力脉动项的峰峰值(97%置信度),为合理、准确计算蜗壳进口压力最大值和尾水锥管进口压力最小值提供了技术支撑,为抽水蓄能机组甩负荷试验分析提供了实例参考。

桃源水电站机组甩负荷涌浪分析

桃源水电站为河床径流式电站,装设灯泡贯流式发电机组,输水道短,机组甩负荷后产生的水击波会迅速传递至坝前,对坝前水位波动影响很大。有关桃源电站甩负荷对机组的影响研究虽然颇多,但关于甩负荷后产生的涌浪在库区的传播规律分析,以及其对挡水闸坝、泄洪闸门、船闸通航和库区岸坡等影响的研究甚少。本文主要通过二维潜水模型模拟多种工况下的机组甩负荷后涌浪传播过程,预测分析涌浪对相应水工建筑物及库区岸坡的影响,并由此提出可能的措施及合理化建议。