摘要：對于整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定性因素的就是汽輪機(jī)閥門流量的特性，通過電網(wǎng)的建立以及相關(guān)的機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的模型，可以了解和研究關(guān)于汽輪機(jī)閥門流量特性對電力系統(tǒng)的影響。通過詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析和研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)閥門流量特性不穩(wěn)定的時(shí)候，將會(huì)導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)周期的波動(dòng)。 對于這種情況，要及時(shí)的調(diào)整并制定出新的汽輪機(jī)系統(tǒng)控制策略，新指定的策略必須要對于微分的控制器的進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，這樣對于系統(tǒng)的阻力有大幅度的增加。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)閥門流量特性 調(diào)速系統(tǒng) 控制策略

中圖分類號(hào)：TK26 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（c）-0076-01

在當(dāng)今發(fā)電廠里大多采用DEH系統(tǒng)對汽輪機(jī)進(jìn)行控制，擅長管理和控制各種汽閥門是DEH系統(tǒng)中最優(yōu)質(zhì)的用途，在DEH系統(tǒng)中必須將指令由流量轉(zhuǎn)化為閥門的開度，所以流量和閥門的開度有著相當(dāng)密切的關(guān)系，也就是閥門流量的特性曲線。若汽輪機(jī)閥門實(shí)際流量和原來流量特性曲線并沒達(dá)到一致時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)大的控制偏差。將會(huì)對整個(gè)機(jī)組的安全及變負(fù)荷的能力產(chǎn)生一定的影響，最為嚴(yán)重的是使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)烈的振蕩，發(fā)生這樣的現(xiàn)象對于正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)來說是很不安全的。而事實(shí)上，因?yàn)橹谱靼惭b的工藝都不一致、閥門長期的磨損，甚至是閥門設(shè)計(jì)行程和實(shí)際行程不一樣，這些原因都可以使閥門流量和原來流量的特性曲線不一樣，這就要去對閥門流量的特性曲線進(jìn)行調(diào)整，使得汽輪機(jī)運(yùn)行自身的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有一定的提高和發(fā)展。

1 汽輪機(jī)閥門流量特性的分析

汽輪機(jī)流通部分根據(jù)經(jīng)濟(jì)功率而設(shè)計(jì)的，機(jī)組用噴嘴配汽的方式進(jìn)行順閥的運(yùn)行，汽輪機(jī)第一級(jí)為調(diào)節(jié)級(jí)，調(diào)節(jié)級(jí)為噴嘴組，當(dāng)蒸汽經(jīng)過主汽門以后才可以開啟汽門慢慢的通向調(diào)節(jié)級(jí)。所以說，嘴配汽的特點(diǎn)就是部分負(fù)荷的時(shí)候自身的經(jīng)濟(jì)性能比較好較好。因?yàn)楦鱾€(gè)噴嘴之間都會(huì)存在一定的間壁，各個(gè)調(diào)節(jié)的汽門已開還是會(huì)有一部分進(jìn)汽，即使在最大的功率下進(jìn)行調(diào)節(jié)級(jí)還是會(huì)損失。假設(shè)調(diào)節(jié)級(jí)為四個(gè)噴嘴組，將一、二調(diào)節(jié)汽門打開。

當(dāng)P0新的蒸汽經(jīng)過主汽門以及全開門以后，壓力就會(huì)由降為P0壓力變?yōu)镻2。當(dāng)?shù)冖瘛ⅱ騼山M噴嘴與理比焓降相一致的時(shí)也就是ΔhtⅠ=ΔhtⅡ時(shí)，動(dòng)葉比焓ht經(jīng)過的部分是第Ⅲ調(diào)節(jié)的汽門它的蒸汽流相對比較大，當(dāng)?shù)冖髧娮旖M的壓力為P0時(shí)焓降變?yōu)棣tⅡ。因?yàn)檎{(diào)節(jié)級(jí)后的空間為通的，級(jí)后的壓力P2一致，所以兩股不同的汽流同樣膨脹為P2，經(jīng)過調(diào)節(jié)級(jí)的汽室中經(jīng)過混合進(jìn)入第一壓力級(jí)。當(dāng)兩股氣流混合后產(chǎn)生的比焓。

2 閥門流量特性存在小偏差對電力的影響及計(jì)算

調(diào)頻試驗(yàn)屬于人為的模擬汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，可迅速使汽輪機(jī)出力發(fā)生改變，從而對機(jī)組頻率特性進(jìn)行考慮。由此可看出轉(zhuǎn)速階躍有變化后，流量指令就會(huì)大幅度增大。到40S機(jī)組變化開始進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，和之前的轉(zhuǎn)速階躍的流量指令相比較，穩(wěn)定狀態(tài)的流量指令比較小。而機(jī)組回饋增益的指數(shù)是1，也就是機(jī)組閥門的流量可以反映出實(shí)際的閥門流量特性時(shí)候，初始的流量指令便等于穩(wěn)定狀態(tài)的流量指令。所以說，這個(gè)時(shí)候的閥門流量和閥門流量的特性之間有一定的偏差，若是對試驗(yàn)過程里的主蒸汽壓力的下降進(jìn)行考慮的話偏就會(huì)變得更大。

由于主蒸汽壓力變化很小，屬于可以完全不用去考慮的壓力變化。利用汽輪機(jī)模型對機(jī)組實(shí)際特性進(jìn)行模擬，模型中可反映出汽輪機(jī)局部閥門流量的特性。因?yàn)檫@個(gè)機(jī)組的負(fù)荷控制回饋增益指數(shù)為1，所以不可以因?yàn)殚_始 的流量指令變成平穩(wěn)狀態(tài)的流量指令。

3 汽輪機(jī)閥門流量特性對電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究

在一個(gè)300MW的機(jī)組里提出進(jìn)行閥門的流量特性策略的實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)所收集到相關(guān)的具有閥門特性的數(shù)據(jù)，并制定出順序閥的方式。DEH流量需求的指令和實(shí)際的等效流量間，其中的橫坐標(biāo)是DEH的指令，縱坐標(biāo)是DEH的閥門流量。直線是負(fù)荷指令的理想閥門流量，曲線是實(shí)際DEH負(fù)荷指令的閥門流量。DEH閥門的流量特性兩段都有顯著的偏離，在負(fù)荷指令74.89%～87.58%這一區(qū)間內(nèi)段，實(shí)際的流量完全小于負(fù)荷的指令，最大的偏離是負(fù)荷指令83.11%實(shí)際流量76.17%時(shí)。當(dāng)實(shí)際的流量完全大于負(fù)荷指令時(shí)，最大的偏離則是負(fù)荷指令97.2%實(shí)際流量94.2%的時(shí)候。

閥門特性拐點(diǎn)存在主要原因是順序閥中流量函數(shù)進(jìn)行流量的分配，在閥門的預(yù)啟段流量的計(jì)算和閥門的設(shè)置沒有正確而導(dǎo)致的，所有對流量的曲線必須要進(jìn)一步的進(jìn)行調(diào)整以及優(yōu)化。

有關(guān)原順序閥的方式，及依據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算得出閥門特性曲線的對比。從左往右的順序，曲線則分三組，依次是CV1、CV2流量的特性曲線，CV4流量的特性曲線以及CV3流量的特性曲線經(jīng)過計(jì)算得到的閥門流量特性結(jié)果。從曲線上很明顯的可以看出，修改前和修改后曲線差異很大。

當(dāng)流量指令達(dá)到一致時(shí)，經(jīng)過修改CV1、CV2自身的開度比以前擴(kuò)大了0%～6%，而控制范圍也有了一定的縮短，拐點(diǎn)前后的特性明顯比原來光滑。在修改之前CV4的預(yù)啟階段需流量的指令由原來的62.0%變?yōu)?8.5%，導(dǎo)致指令調(diào)節(jié)的死區(qū)時(shí)間過長，修改之后流量的指令由原來的72.99%變?yōu)?4.7%，就可以將預(yù)啟段打開，對于閥門死區(qū)的調(diào)節(jié)很有效果。修改之前CV4的預(yù)啟段需流量指令由80%變?yōu)?3.69%，指令調(diào)節(jié)的時(shí)間過長，修改以后流量指令由88.76%變?yōu)?0.16%就可以將預(yù)啟段打開，閥門的死區(qū)得到了有效的調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語

經(jīng)過汽輪機(jī)閥門流量自身特性對電力系統(tǒng)仿真及機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)閥門流量特性發(fā)揮不理想時(shí)，使得機(jī)組在一定范圍之內(nèi)發(fā)生功率的波動(dòng)。當(dāng)機(jī)組發(fā)生功率波動(dòng)的時(shí)候，它們頻率相當(dāng)電力系統(tǒng)功率共振時(shí)的頻率，因此有可能導(dǎo)致電網(wǎng)低頻和振蕩。經(jīng)過系統(tǒng)控制策略的改進(jìn)，機(jī)組功率波動(dòng)可以得到有效的抑制。機(jī)組閥門流量特性對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。

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