功阁水电站3^(#)机调速器异响的故障分析

功阁水电站调速器操作油压由4 MPa改为16 MPa后,在运行的过程中,特别是在微调减出力时,调速器液压系统内部发出异响,调节过程有一定的波动,且给运行人员造成一定的心理压力。经分析是导叶接力器、水轮机重锤和导叶控制阀三者不匹配造成的。测试表明,通过减轻重锤重量和减小开腔背压都可以达到消除异响的效果,最终采取了在调速器液压锁开腔下部增加一个平衡阀组使开腔的背压与关腔压力保持平衡,从而异响消除,机组稳定运行。这种现象在多个水电站出现过,具有一定的普遍性,故在此撰文以飨读者。

变速抽水蓄能机组功率优先控制模式的运行稳定域分析

变速机组相较于传统定速机组在运行和调节中具有快速、高效、灵活和可靠等优点。然而变速抽水蓄能电站刚刚起步,其在有功功率调节过程中的运行稳定性需要进一步研究。本文中基于MATLAB和Simulink作为主要工具研究变速抽水蓄能电站在有功功率调节中的动态稳定性。首先,建立了一个变速抽水蓄能电站的水-机-电耦合的数学模型。然后,建立13阶状态矩阵用于理论研究系统的动态稳定性,并进行时域模拟进一步验证和分析,验证了理论矩阵和数学模型的有效性和合理性。结果表明,变速抽水蓄能机组在并网条件下的有功功率调节的过程中,可能面临失去稳定性的风险,这是定速机组不会出现的新问题。因此,在变速抽水蓄能电站的设计和运行过程中,需要重点关注系统特性参数与控制参数的匹配问题。研究结果可为提高变速抽水蓄能电站调节稳定性提供技术参考。

基于自适应反步滑模的变速抽蓄机组调速系统控制

目前变速抽蓄机组多数采用变流器/交流励磁控功率方式,存在功率快速变化引起转速反向超调的问题,且传统调速器难以保证良好的控制效果,影响变速机组运行效率。为研究变速机组有功功率调节下调速系统控制,提出了自适应反步滑模控制(ABSMC)的变速抽蓄机组的调速系统。首先,建立包含最优转速模块的变速抽蓄机组调速系统数学模型;其次,将电磁功率作为系统扰动,设计了变速抽蓄机组调速系统的自适应反步滑模控制器,并进行稳定性分析;最后,搭建变速抽蓄机组调速系统仿真试验平台,开展了在发电工况功率给定下变速抽蓄机组转速的动态响应仿真分析。与滑模控制器(SMC)、PID控制器对比结果表明,ABSMC控制的机组转速反向超调小,调节时间短,跟踪最优转速效果理想,验证了所设计控制器的有效性。

基于AMESim的液压模式冲压空气涡轮系统仿真研究

冲压空气涡轮系统(Ram Air Turbine, RAT)是飞机应急能源系统,紧急情况下为飞机提供应急能源,用于飞机的操控。在分析涡轮调速机构原理基础上,建立了涡轮部件调速机构的动力学方程,并在AMESim中建立了涡轮部件仿真模型。分析了RAT液压泵的原理,结合柱塞液压泵调压、卸荷原理,建立了RAT液压泵的动力学方程,并在AMESim中建立RAT液压泵仿真模型。在涡轮部件和RAT液压泵模块基础上,建立液压模式RAT系统仿真模型,分析了液压模式RAT的性能,为液压模式RAT的设计和分析提供了一种方法。

水布垭电厂调速器防过速控制功能优化

针对水布垭水力发电厂4号机组远方开机失败(导叶没有打开),在做开机过程中通道切换检查时,发生机组机械过速紧急停机,为解决此问题,对调速器防过速控制程序进行了以下优化:对调速器自动通道A套、B套程序加入通道故障及切换判断;对调速器手动通道C套程序加入过速或越限后的关机判断;调速器C套关闭开停机阀后,C套独立输出调速器事故信号至监控系统自启动快速停机流程,该信号为5 s脉冲信号。优化后彻底消除了由于液压系统故障引起导叶失控导致非负载态机组严重过速的安全隐患。

基于PLC的水轮机微机调速器设计

水轮机调速器是水电站实现自动化控制的主要设备之一。它的结构及其控制方式合理与否直接影响着电站输出的交流电的品质,关系着电站设备的运行安全。本文介绍了一种基于PLC采用PID控制算法的水轮机调速器的系统结构设计,利用PLC主单元内置的计时器、V/F转换器设计模拟测频电路,编写了PLC控制程序,输出两路PWM脉冲信控制随动系统的两个高速开关阀动作,优化了水轮机微机调速器的调节和控制功能,减少了程序执行时间,增强了调速器的实时性和可靠性。

基于GPRS电梯限速器校验关键数据远程传输系统研究

为降低电梯检验员人员现场检验时长,提高检验人员工作效率,设计了以GPRS为通信网络的限速器校验远程数据传输系统,用以替代检验人员现场确认观察限速器校验。系统以STM32F103RBT6微处理器为主控芯片,配合4G模块EC20、霍尔接近开关搭建系统硬件平台。通过STM32定时器及霍尔接近开关实现限速器转速脉冲信号采集,采用计时法对采集的脉冲信号进行脉冲周期计算,经转速与线速度关系换算实现电梯限速器线速度的测量,然后通过4G模块EC20、MQTT协议将限速器校验速度值传输至OneNET服务器,最后借助OneNETview可视化界面实现人机交互。通过PC端登录OneNET云端,可实现实时查看限速器校验速度值。系统经过反复测试运行,系统运行速度快,易操作,能够实现限速器校验结果速度值的远程传输、存储和显示功能。

电梯限速器钢丝绳分离装置设计及研究

本文介绍了电梯限速器的工作原理,相关研究以及现行校验中常用的限速器钢丝绳脱槽方式,同时指出了现有限速器校验过程中存在损伤限速器钢丝绳的问题,基于此,提出了一种可有效解决该问题的限速器钢丝绳分离装置,并对该装置的整体结构进行了分析。该装置可以有效提高电梯限速器校验效率,供相关人员参考借鉴。

某水电厂水轮机调速器紧急停机装置迭代升级研究

水轮机调速器紧急停机装置既要满足二十五项反措中“失电动作”的要求,又要避免装置电磁阀线圈长期带电易烧损带来的机组非计划停运隐患。介绍了某大型水电厂水轮机调速器紧急停机装置从双电磁铁两位电磁阀、单电磁铁弹簧复位二位电磁阀到基于双电磁阀搭配联动阀的三代技术改进历程,阐述其工作原理,对比其各自优劣。证实基于双电磁阀搭配联动阀的水轮机调速器紧急停机装置是实用可靠的调速系统急停控制优化方案,在水电厂极具推广价值。

感应交流电机变频调速器自动化稳态控制技术

针对变频调速器控制电路中参数动态变化特性较强、电机稳定特性难以捕捉及固有互感关系较差问题,提出一种基于变频调速器的自动化稳态控制技术。根据电机内定子及转子的感应矩阵,建立电机内部电力参数的动态变化数学模型,计算二者间互感关系变动时对电路稳态的影响,推导互感矩阵。以变频控制器作为自动化控制应用载体,根据电路的实时数据,调节变频参数,用于反馈不稳定性信号,并采用变频控制器自动输出控制数值,建立无功补偿函数,根据功率、电压及电流值的减少量,进行定量补偿,完成感应交流电机变频调速器自动化稳态控制。实验数据表明,所提方法应用下,电压和电流分布较为规律,功率输出结果较为稳定、均衡,对电路稳定改善效果较佳。

大型变速抽水蓄能机组调速系统RTDS仿真及试验研究

可变速抽水蓄能机组对改善电网运行的稳定性和灵活性有着非常重要的作用,已逐渐获得重视。国内的研究主要集中在理论方面,对装置及RTDS试验方面的研究很少。本文通过研制的可变速机组调速器设备,联合励磁、协调控制单元、监控系统设备,在RTDS系统上建立了水泵水轮机、液压执行机构、发电电动机、电力网络等模型,搭建了混合仿真试验平台,给出了变速机组调速器的调节模式和原理框图,研究了变速抽水蓄能机组在发电及抽水工况下,调速器开度模式、功率模式、转速模式下的功率调节和入力调节试验,分析了试验波形并给出了试验结论,为下一步变速机组国产化工程应用提供了可靠借鉴。

新型核电应急柴油发电机组调速控制器开发与试验

针对核电应急柴油发电机组开发一种新型调速控制器。在分析控制功能需求的基础上,开展总体方案设计、硬件设计、软件开发及配机试验。为了验证调速控制器的功能及性能,分别进行怠速启动试验、额速启动试验、在有速降模式下的稳态负荷试验、在无速降模式下的稳态负荷试验和在无速降模式下的快速变载试验。配机试验结果表明该调速控制器功能完善、性能良好,具有一定的应用前景。

巨型水电站调速系统的快速调试技术

巨型水电站调速系统调试是机组启动前的关键节点,是整个水轮发电机组现场安装计划的直线工期。调速系统的调试质量直接影响机组首次启动、过速、涉网试验及试运行等后续工作的开展。为保障调速系统能够迅速、高效地投入正常使用,本文在保证质量的前提下,总结了快速调试技术,以期为后续类似工程提供参考和启发。

基于无速度传感器的煤矿电力机车牵引调速器控制

为保证煤矿电力机车电机转速的稳定运转,保证机车的安全运行,提出基于传感器的煤矿电力机车牵引调速器控制方法。以牵引电机无速度传感器矢量控制方法为核心,构建虚拟的速度传感器数学模型,对牵引电机的转速和转子磁场位置进行计算;通过黏着控制方法观测煤矿电力机车实时运行状态;在此基础上,采用Luenberger状态观测器的转速自适应估计算法,估计该状态下的机车初始转速;依据该估计结果,基于电流数字PI控制器,控制煤矿电力机车牵引电机转速,实现煤矿电力机车牵引调速器控制。测试结果显示:该方法应用性能较好,控制后电子调速波动率在35%以下;牵引电机转速的响应结果和给定转速之间偏差在2~5 r/min;有效控制不同情况下的电机转速。

一种电液调速器的设计与开发

本文针对液压调速器稳态精度低、动态特性差的问题,设计开发了一种基于滑阀结构的电液调速器。首先,对电液调速器的结构和工作原理进行了分析,然后建立了各个组成的数学模型,并设计了基于转速和位置双闭环的比例-积分-微分(PID)控制器。接着,构建了柴油机调速系统的仿真模型,最后进行了仿真和台架试验。试验结果表明,该电液调速器在稳态时的转速波动率为0.2%,在动态时的稳定时间小于5s,瞬时调速率小于5%,具有良好的调速性能。

水轮机调节系统非线性H^∞控制规律的研究

该文建立了水轮机调速系统的刚性水击鲁棒模型。基于非线性微分几何控制理论和非线性H∞ 控制理论 ,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的调速器非线性鲁棒控制规律 ,并对该控制规律进行了仿真研究。

遗传算法在汽轮机调速系统参数辨识中的应用

分析了常规参数辨识方法在进行汽轮机调速系统参数辨识时存在的局限性,在对华阳后石电厂6号机组(600 MW)汽轮机调速系统模型参数进行辨识时,采用了一种基于遗传算法的参数辨识方法,并利用Mat-lab及其Simulink工具箱予以实现.这种方法对现场试验条件的要求不高,试验时可以根据机组实际情况选择测点,并且可以较好解决非线性环节参数的辨识问题,比较适合于汽轮机调速系统的参数辨识.结果表明,辨识所得的模型参数能够满足电力系统分析对汽轮机调速系统模型准确度的要求.

水轮机调速器参数仿真寻优策略

针对不同工况下水轮机调节系统的控制要求,从计算机仿真的角度,讨论水轮机调速器参数优化的目标和意义。利用过渡过程和ITAE(integral of time-weighted absolute error)准则,着重对单机工况下的参数优化策略进行研究。通过分析PID控制系统优化模式之间矛盾产生的机理,即扰动抑制性能和稳定性能在本质上的不相容性,确立了优先保证稳定性的参数优化策略,据此提出首先通过给定值跟随优化模式确定参数KP以保证稳定性,再通过扰动抑制优化模式确定参数KI、KD以优化扰动抑制性能的二次参数优化法,并对斯坦因经验公式进行了相应的修正。仿真结果证明该方法可很好地缓解该工况下稳定性与抗负荷扰动能力的矛盾,是可行和有效的。

基于Matlab的大型火电机组一次调频特性仿真

大型发电机组的一次调频对保持电力系统频率稳定、防止因突发的负荷变动及发电机跳闸等功率突变造成的频率波动,引发连锁反应至关重要。为研究大型火电机组的一次调频特性建立了基于MatlabSimulink工具的仿真平台,并给出了利用此平台进行大型火电机组一次调频特性和影响因素研究的结果。该平台为大型火电机组机炉协调运行方式和参数整定等研究提供了定量分析手段。

应用于电力系统仿真计算的燃气轮机调速系统模型

在对燃气轮机调速系统模型进行理论研究和对国内主流燃气轮机调速系统实际特性进行试验研究的基础上,开展了现有电力系统仿真软件的适用性分析。分析结果发现,现有仿真模型不能代表目前国内主流燃气轮机的调频特性。进一步开展了燃气轮机调速系统建模研究,建立了适用于国内主流燃气轮机调速系统的仿真模型,仿真计算结果与试验结果对比表明该模型能够模拟燃气轮机的实际调频作用。随着国内大批燃气轮机的投入运行,采用该模型进行电力系统仿真计算将能够模拟电力系统的真实系统动态特征,对解决目前国内电力系统安全所面临的问题具有重要意义。