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随着电力系统控制水平的不断提升以及用户对用电质量的要求提高,电力系统稳定性和供电品质成为电网研究的课题。汽轮机是火电厂重要的动力机械设备,驱动发电机生产电能。其中汽轮机阀门流量特性是影响电力系统稳定性的重要因素,汽轮机及其调速系统运行特性对电力系统动态稳定和中长期稳定都具有显著的影响。因此,开展阀门流量特性和汽轮机及其调速系统参数辨识及仿真校核研究,对电网维持频率稳定和提高电网稳定性具有重要意义。
本文针对汽轮机阀门流量特性及其调速系统参数辨识与仿真校核。首先,对汽轮机阀门管理模型即阀门开启过程进行建模和分析研究。其次,对汽轮发电机组纯凝工况参数辨识前现场试验、数据处理、辨识算法的选取、辨识软件介绍进行了较深入的分析和研究,同时指出了参数辨识过程中需要注意的问题。
基于上述分析研究,对于汽轮机阀门流量特性,通过在Matlab/Simulink中建立汽轮机调节阀管理模型和机网耦合模型,分析汽轮机调节阀在阀门流量特性曲线非线性区域中不同的局部流量特性系数工作时,汽轮机调节阀发生给定幅值扰动后功率曲线的变化情况;对于汽轮机及调速系统参数辨识,基于VisualC++开发参数辨识软件和在Matlab/Simulink上搭建改进后的汽轮机功率模型,对比改进后的汽轮机功率模型和典型汽轮机功率模型的功率响应曲线与实际功率曲线拟合情况,并利用改进后的汽轮机通用功率模型对实际机组在阀控方式下,不同负荷的功率响应曲线进行仿真校核。结果表明,汽轮机调节阀工作在非线性区域时,机组功率曲线随局部流量特性系数变化,局部流量特性系数偏离理想流量特性系数,功率波动曲线幅值和振荡次数增加,局部流量特性系数过大或过小不利于一次调频作用下功率响应的快速稳定,针对此问题,设计并投入调节级压力控制回路,该策略能克服汽轮机调节阀开度与进汽流量之间的非线性关系,有效抑制功率波动,提高电网稳定性;将辨识软件得出的参数结果输入到改进后的汽轮机通用功率模型,与典型汽轮机功率模型相比,模型考虑了功率曲线响应过程中负荷波动区域和主汽压力对汽轮机模型整体校核的影响,模型仿真曲线与实际功率响应曲线的拟合程度更好,最后对实际机组阀控方式下试验仿真与实测校核均在误差指标范围内,更进一步地说明了改进后的汽轮机功率模型具有通用性,能更好地反映实际机组的负荷适应性,为电网稳定分析计算提供了参考。
本文针对汽轮机阀门流量特性及其调速系统参数辨识与仿真校核。首先,对汽轮机阀门管理模型即阀门开启过程进行建模和分析研究。其次,对汽轮发电机组纯凝工况参数辨识前现场试验、数据处理、辨识算法的选取、辨识软件介绍进行了较深入的分析和研究,同时指出了参数辨识过程中需要注意的问题。
基于上述分析研究,对于汽轮机阀门流量特性,通过在Matlab/Simulink中建立汽轮机调节阀管理模型和机网耦合模型,分析汽轮机调节阀在阀门流量特性曲线非线性区域中不同的局部流量特性系数工作时,汽轮机调节阀发生给定幅值扰动后功率曲线的变化情况;对于汽轮机及调速系统参数辨识,基于VisualC++开发参数辨识软件和在Matlab/Simulink上搭建改进后的汽轮机功率模型,对比改进后的汽轮机功率模型和典型汽轮机功率模型的功率响应曲线与实际功率曲线拟合情况,并利用改进后的汽轮机通用功率模型对实际机组在阀控方式下,不同负荷的功率响应曲线进行仿真校核。结果表明,汽轮机调节阀工作在非线性区域时,机组功率曲线随局部流量特性系数变化,局部流量特性系数偏离理想流量特性系数,功率波动曲线幅值和振荡次数增加,局部流量特性系数过大或过小不利于一次调频作用下功率响应的快速稳定,针对此问题,设计并投入调节级压力控制回路,该策略能克服汽轮机调节阀开度与进汽流量之间的非线性关系,有效抑制功率波动,提高电网稳定性;将辨识软件得出的参数结果输入到改进后的汽轮机通用功率模型,与典型汽轮机功率模型相比,模型考虑了功率曲线响应过程中负荷波动区域和主汽压力对汽轮机模型整体校核的影响,模型仿真曲线与实际功率响应曲线的拟合程度更好,最后对实际机组阀控方式下试验仿真与实测校核均在误差指标范围内,更进一步地说明了改进后的汽轮机功率模型具有通用性,能更好地反映实际机组的负荷适应性,为电网稳定分析计算提供了参考。