水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速器和功率采集單元，所述調(diào)速器內(nèi)設(shè)置有控制器和調(diào)速計(jì)算單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第一輸入端，所述功率采集單元輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第二輸入端，所述調(diào)速計(jì)算單元輸出端連接所述控制器輸入端。該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)將監(jiān)控系統(tǒng)的有功功率目標(biāo)值直接傳送至調(diào)速器，由調(diào)速器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的有功功率，能夠快速地將有功功率調(diào)整至有功功率目標(biāo)值，保證了調(diào)節(jié)機(jī)組出力的速動(dòng)性，減少了監(jiān)控系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷這個(gè)中間環(huán)節(jié)，提高了功率調(diào)節(jié)的效率和準(zhǔn)確性。
【專利說明】
水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及水電廠有功功率調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，各大電網(wǎng)對(duì)各水電廠的有功功率的品質(zhì)要求日趨嚴(yán)格，電力調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)備也日趨完善，對(duì)水電廠帶負(fù)荷的速率要求也越來越嚴(yán)格，如華中電網(wǎng)對(duì)所轄水電廠帶有功功率的速率要求達(dá)到了 80 %額定負(fù)荷/分鐘。
[0003]水輪機(jī)有很大的慣性和滯后性，且水電廠水頭的變化也可能很頻繁，如果對(duì)有功負(fù)荷調(diào)節(jié)速率的要求很高，則監(jiān)控系統(tǒng)的Pid控制很難用一組或者幾組參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，往往是參數(shù)調(diào)整完畢后，勉強(qiáng)達(dá)到要求，而數(shù)天后甚至數(shù)小時(shí)、數(shù)分鐘后，因?yàn)樗^的變化、調(diào)速器油壓及油溫的變化、調(diào)速器協(xié)聯(lián)曲線或調(diào)節(jié)參數(shù)不完善等因素，Pid參數(shù)又不適應(yīng)了，調(diào)節(jié)負(fù)荷時(shí)超調(diào)甚至震蕩嚴(yán)重，這樣就給計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提出了新的難題。
[0004]而目前常規(guī)的水電廠有功功率調(diào)節(jié)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)地Icu來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)地Icu采集到機(jī)組的有功功率實(shí)發(fā)值，由現(xiàn)地Icu的主pic程序，根據(jù)有功功率的目標(biāo)值和實(shí)發(fā)值進(jìn)行Pid運(yùn)算，在每一個(gè)pid運(yùn)算周期，輸出逐步遞減的脈寬信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的增、減有功繼電器同步動(dòng)作及復(fù)歸，而增、減有功、無功這4個(gè)繼電器，與調(diào)速器系統(tǒng)連接，采用硬接線的方式將繼電器輸出接點(diǎn)傳至調(diào)速器，調(diào)速器工作在開度模式，根據(jù)繼電器節(jié)點(diǎn)信號(hào)對(duì)機(jī)組導(dǎo)葉開度、槳葉開度(軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組)進(jìn)行調(diào)節(jié)，繼而達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)組有功功率的目的。
[0005 ]常規(guī)水電廠有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是機(jī)組LCU有功PID控制-調(diào)速器脈沖調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式，這樣在整個(gè)有功功率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)多了一個(gè)現(xiàn)地LCU有功PID控制這一中間環(huán)節(jié)，導(dǎo)致有功功率的調(diào)節(jié)滯后于有功功率的變化，因?yàn)閷?duì)于調(diào)速器來說實(shí)際上已成為一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)速器工作在開度模式，只負(fù)責(zé)接收監(jiān)控輸出的調(diào)節(jié)脈沖，將調(diào)節(jié)脈沖換算成開度給定，對(duì)機(jī)組導(dǎo)葉開度和槳葉開度進(jìn)行調(diào)整，而不管機(jī)組有功功率如何變化，調(diào)速器對(duì)于有功功率調(diào)節(jié)來說是一個(gè)開環(huán)環(huán)節(jié)，這樣往往會(huì)導(dǎo)致調(diào)速器調(diào)節(jié)機(jī)組出力時(shí)很容易造成超調(diào)，再加上機(jī)組有功功率的變化本身就滯后于水輪機(jī)導(dǎo)葉開度的變化，而等監(jiān)控現(xiàn)地LCU PID模塊反應(yīng)過來再進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，指令已經(jīng)滯后于有功功率的變化了，所以有功功率調(diào)節(jié)精度難以保證。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能快速準(zhǔn)確的水輪發(fā)電機(jī)組的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速器和功率采集單元，所述調(diào)速器內(nèi)設(shè)置有控制器和調(diào)速計(jì)算單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第一輸入端，所述功率采集單元輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第二輸入端，所述調(diào)速計(jì)算單元輸出端連接所述控制器輸入端；
[0008]所述監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)組是否發(fā)電，如處于發(fā)電狀態(tài)，則向所述調(diào)速器發(fā)送有功功率目標(biāo)值，所述功率采集單元實(shí)時(shí)采集發(fā)電機(jī)組有功功率實(shí)際值并發(fā)送給所述調(diào)速器，所述調(diào)速器將接收到的有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值通過所述調(diào)速計(jì)算單元計(jì)算兩者之差，并將運(yùn)算結(jié)果給到所述控制器，所述控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)作用于發(fā)電機(jī)組，將有功功率實(shí)際值調(diào)整至有功功率目標(biāo)值。
[0009]該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)將監(jiān)控系統(tǒng)的有功功率目標(biāo)值直接傳送至調(diào)速器，由調(diào)速器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的有功功率，能夠快速地將有功功率調(diào)整至有功功率目標(biāo)值，保證了調(diào)節(jié)機(jī)組出力的速動(dòng)性，減少了監(jiān)控系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷這個(gè)中間環(huán)節(jié)，提高了功率調(diào)節(jié)的效率和準(zhǔn)確性。
[0010]進(jìn)一步的，還包括有功功率目標(biāo)值獲取單元，所述有功功率目標(biāo)值獲取單元輸出端連接至所述監(jiān)控系統(tǒng)輸入端。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，有功功率目標(biāo)值是不一樣的，有功功率目標(biāo)值獲取單元的設(shè)置使得該功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)同樣適用。
[0011]進(jìn)一步的，所述調(diào)速器還包括比較器，所述比較器的第一輸入端和第二輸入端分別輸入所述有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值，其輸出端連接至所述控制器；
[0012]所述比較器用于將有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值的差值絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值進(jìn)行比較，若差值絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值，所述控制器確定調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出功率;若差值絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值，所述控制器確定不需要調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出功率。這樣在有功功率實(shí)際值與有功功率目標(biāo)值的差值絕對(duì)值在允許的范圍內(nèi)時(shí)，避免了調(diào)速器仍然對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行功率調(diào)節(jié)的可能，減少了能源損耗。
[0013]進(jìn)一步的，所述控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)作用于所述發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)葉接力器和槳葉接力器以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。
[0014]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0015]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0018]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速器、有功功率目標(biāo)值獲取單元和功率采集單元，調(diào)速器內(nèi)設(shè)置有控制器和調(diào)速計(jì)算單元，有功功率目標(biāo)值獲取單元輸出端連接至監(jiān)控系統(tǒng)輸入端，監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)輸出端連接調(diào)速計(jì)算單元第一輸入端，功率采集單元輸出端連接調(diào)速計(jì)算單元第二輸入端，調(diào)速計(jì)算單元輸出端連接控制器輸入端。
[0020]監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)組是否發(fā)電，如處于發(fā)電狀態(tài)，則向調(diào)速器發(fā)送有功功率目標(biāo)值，功率采集單元實(shí)時(shí)采集發(fā)電機(jī)組有功功率實(shí)際值并發(fā)送給調(diào)速器，在調(diào)速器中進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，具體為調(diào)速器將接收到的有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值通過調(diào)速計(jì)算單元計(jì)算兩者之差，調(diào)速計(jì)算單元直接以有功功率目標(biāo)值與當(dāng)前有功功率實(shí)際值的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果給到控制器，控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)作用于發(fā)電機(jī)組，將有功功率實(shí)際值調(diào)整至有功功率目標(biāo)值。當(dāng)控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)作用于發(fā)電機(jī)組時(shí)，主要是作用于發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)葉接力器和槳葉接力器以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。
[0021]在本實(shí)施方式中，調(diào)速計(jì)算單元以有功功率目標(biāo)值與當(dāng)前有功功率實(shí)際值的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，具體的PID運(yùn)算方法可采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]作為本實(shí)施例的優(yōu)選方案，該功率調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速器還包括比較器，比較器的第一輸入端和第二輸入端分別輸入有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值，其輸出端連接至控制器。
[0023]比較器用于將有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值的差值絕對(duì)值與預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值進(jìn)行比較，若差值絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值，控制器確定調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出功率;若差值絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的調(diào)整閾值，控制器確定不需要調(diào)整發(fā)電機(jī)組的輸出功率。
[0024]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0025]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)速器和功率采集單元，所述調(diào)速器內(nèi)設(shè)置有控制器和調(diào)速計(jì)算單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第一輸入端，所述功率采集單元輸出端連接所述調(diào)速計(jì)算單元第二輸入端，所述調(diào)速計(jì)算單元輸出端連接所述控制器輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包括有功功率目標(biāo)值獲取單元，所述有功功率目標(biāo)值獲取單元輸出端連接至所述監(jiān)控系統(tǒng)輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)速器還包括比較器，所述比較器的第一輸入端和第二輸入端分別輸入所述有功功率目標(biāo)值和有功功率實(shí)際值，其輸出端連接至所述控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器根據(jù)運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)作用于所述發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)葉接力器和槳葉接力器以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】F03B3/18GK205478089SQ201620094748
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】唐亞波, 陳江峰, 佘曉軍
【申請(qǐng)人】重慶大唐國際武隆水電開發(fā)有限公司