600MW发电机组调速系统参数测试方案
丰鹤宝山电厂发电机组调速系统参数测试方案 中国电力科学研究院系统所600MW丰鹤河南宝山发电公司厂#121发电机组调速系统参数测试方案中国电力科学研究院河南电力试验研究院二七年九十二四月方案编写：陶向宇 陈强方案审核：晁 晖 周志平孙新良方案批准：孙新良 晁 晖发电机组调速系统参数测试方案1 试验目的对于电力系统来说，无论是计算分析、规划运行或控制保护都必须建立在准确可信的数学模型的基础上，这些数学模型包括：发电机，励磁系统，原动机及调速系统以及综合负荷模型等。近年来，国家电网公司对建模工作非常重视，多次发文安排部署开展发电机励磁系统、调速系统的参数辨识建模工作。尤其是我国正在进行“西电东送、南北互供和全国联网”工程，即将形成全国统一大电网，这对电力系统稳定性控制提出了更高的要求。调速系统作为电力系统中的一个重要环节，对于承担系统的调频、调峰任务，维护系统的稳定和提高电能质量都起着非常重要的作用。因此，在国家电网公司2005年印发的国家电网调2005922号文件国家电网公司关于加强预防与控制电网功率振荡的若干措施中，对调速系统参数的实测和模型优化工作也提出了较为明确的要求。目前电网稳定计算分析中采用的调速器模型多为早期缓冲式调速器的数学模型，模型参数也一直沿用计算程序本身的典型参数，这种状况对电网的相关分析计算带来较大误差。开展对发电机组调速系统的参数实测工作，并通过对调速器数学模型的研究和仿真计算，建立更为准确的调速系统的计算模型，以便进一步提高系统稳定计算的精度为电力系统安排运行方式提供更为可靠的依据。本次试验目的如下：1） 考查调速器性能，2） 为电力系统的中长期稳定性仿真分析，提供真实可靠的数据。2 测试内容2.1 电液伺服系统测试参数或项目获取手段DEH控制周期设计值转速通道时间常数静态模拟试验负荷回路PID参数调试整定值一次调频调差系数调试整定值、静态试验一次调频死区调试整定值、静态试验系统调频迟缓率静态模拟试验开启方向高压油动机时间常数或高压调门最大开启速度静态试验、动态扰动试验关闭方向高压油动机时间常数或高压调门最大关闭速度静态试验、动态扰动试验2.2 原动机特性测试参数或项目获取手段转子时间常数或发电机轴系转动惯量动态扰动试验或设计值高压缸蒸汽容积时间常数动态扰动试验再热器蒸汽容积时间常数动态扰动试验连通管管缸蒸汽容积时间常数动态扰动试验高压缸功率比设计值中压缸功率比设计值低压缸功率比设计值过调系数实测2.3 调节系统参数名获取手段转速测量环节时间常数T1设计值转速偏差死区实测转速偏差放大倍数实测控制方式选择设置PID比例环节倍数KP实测PID微分环节倍数KD实测PID积分环节倍数KI实测K2负荷控制前馈系数实测一次调频负荷上限设计一次调频负荷下限设计3 试验项目及其方法试验计划安排如下内容： 控制系统静态试验； 机组带负荷试验； 汽轮机动态扰动试验。 其中第一大项控制系统静态试验是在停机状态（锅炉停炉、管道无汽压）下进行。第二、三大项试验是在并网，机组稳定运行在稳燃负荷以上，所有保护均正常投入的情况下进行。3.1 控制系统静态试验试验条件：停机状态（锅炉停炉、管道无汽压）。3.1.1 PID控制环节参数校核试验试验方法1. 将PID环节（可取转速、负荷、压力控制回路中任一回路）单独设置为P、I、D环节。2. 通过强制PID环节的输入量，测取PID环节的输出量。3. 改变一次调频频差输入，测量一次调频值。3.1.2 调门动作速度测试试验方法：在DEH端子柜加3000Hz的转速模拟信号，并模拟机组的并网状态。在调门单阀和顺序阀方式各进行两次如下试验。（1）手动方式下，分别进行总阀位指令的90%，50%，20%，5%阶跃。（2）以1600Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：总阀位指令，ICVL、ICVR和CV1CV4的阀位反馈，ICVL和CV1伺服电流。3.1.3 控制系统频率调节系数（速度变动率）和迟缓率测试v 试验条件：停机状态，临时将OPC定制修改为1.08。试验方法：在DEH端子柜加3000Hz的转速模拟信号，并模拟机组的并网状态。在调门工作在单阀方式。（1） 阀控方式下，设置总阀拉指令到90%（2） 调整信号源，将转速模拟信号由3000Hz缓慢提升，到调门全关。（3） 阀控方式下，设置总阀指令到5%；（5） 调整信号源，将转速模拟信号由3000Hz缓慢下调，此时调门行程应缓慢上升，到调门全开时，再将转速模拟信号缓慢恢复到3000Hz；3.1.4 转速反馈通道动态特性测试试验目的 ：可以得到转速反馈通道(一般为频压转换仪)的响应时间，即调速器模型中转速变换通道的时间常数。试验方法：调整信号源，将转速模拟信号由3000Hz（脉冲信号）阶跃提升到3100Hz，待系统稳定后，再将转速模拟信号阶跃恢复到3000Hz；3.1.5 控制系统负荷回路特性测试在DEH端子柜加3000Hz的转速模拟信号，并模拟机组的并网状态。DEH功率回路投入，调门单阀运行。（1）设置目标负荷150MW，强制条件使负荷回路投入运行；（2） 在DEH端子柜加转速信号，进行静态下的负荷回路投入时的一次调频动作试验。（3） 设置目标负荷300MW， 重复（1）（2）。（4） 设置目标负荷600MW， 重复（1）（2）。3.1.6 CCS负荷控制回路PID校核试验试验条件：停机状态，CCS投入运行。试验方法：1. 将PID环节（可取转速、负荷、压力控制回路中任一回路）单独设置为P、I、D环节。2. 通过强制PID环节的输入量，测取PID环节的输出量。3. 改变CCS一次调频回路的频差输入，测量一次调频值。3.2 变负荷试验（由运行人员操作并记录）3.2.1 试验条件1） 如条件允许，高压调门工作在顺序阀方式；2） DEH负荷回路投入；3） 暂时切除一次调频功能；4） 回热系统正常投入，小机用汽由本机四抽供；5） 试验负荷的变化范围为480MW600MW，试验期间维持定压运行，主汽、再热汽和真空等参数尽量维持在额定值。3.2.2 试验方法试验负荷范围480MW600MW，负荷间隔20MW，主汽、再热汽和真空等参数尽量维持在额定值，每个工况稳定运行510min，记录相关数据。3.3 控制系统动态扰动试验试验条件：机组并网已经稳定运行在稳燃负荷以上。调速系统工作正常，DEH各运行方式可以正常投入且无扰切换。各项保护正常投入。3.3.1 汽轮机阀门开度扰动试验将DEH运行方式切换至阀控方式，进行总阀位的上、下阶跃，控制阶跃量，使得阶跃引起的负荷变化不超过10%的额定负荷变化。进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力的稳定。阶跃之后等待机组运行状况稳定后方可以进行下一试验。3.3.2 原动机斜坡响应特性测试DEH投负荷回路，进行正常的负荷变化试验，负荷变化率根据现场实际情况而定，尽量快。试验期间运行人员尽量保持主汽压力不变。记录变化负荷的过程。3.3.3 CCS一次调频试验CCS投入，进行5转左右的转速偏差的一次调频试验。3.3.4 DEH负荷回路一次调频试验并网状态下，DEH投负荷回路，CCS退出。进行一次调频试验。根据现场情况，可以进行5转左右的转速偏差扰动。3.3.5 燃料扰动试验切除CCS，DEH投基本运行方式，维持汽机侧负荷不变。运行人员将燃料指令进行阶跃，在维持蒸汽工况不超标的情况下，不进行燃烧调整，阶跃量根据现场实际确定。记录汽包压力、主蒸汽等工况变化过程。4 安全注意事项4.1 试验前进行技术交底，参加试验人员应熟悉试验方案。4.2 机组所有保护均投入运行，一次调频调试完毕，具备投运条件。4.3 由熟悉现场设备的发电厂人员或制造厂人员进行现场设备的操作。4.4 试验前，运行人员应做好主汽压力越限、超速、机组跳闸等事故预想。4.5 试验过程中值班人员要密切监视汽机各部温度，如有异常，立即停止试验，待查明原因后再决定是否继续进行试验。4.6 在整个试验过程中，所有人员必须服从总指挥的协调和指挥，不得擅自工作和离开工作岗位；4.7 严格执行电业安全工作规程的有关部分及工作票制度。4.8 严格按照试验方案的步骤和参数设置进行操作，试验过程中如有不清楚的地方，如参数修改等，必须熟悉后方可进行；4.9 参加试验的各成员要认真履行自己的职责,严禁自己违章和违章指挥,发现违章作业要及时纠正处理。要正确处理安全与进度的关系；各参试人员要自觉遵章守纪,自觉接受他人的监督,加强自我防范保护意识；特别是要加强非本公司人员的安全监护工作；在整个试验过程中要始终坚持执行事故预想,确保不发生人身轻伤及以上事故和设备事故。4.10 试验结束后应进行现场工机具的清理，不得遗漏在现场及设备上造成隐患；试验结束后要加强总结，及时完善设备检修台帐和整理相关记录。5 试验测点清单序号测点名称备 注1机组功率2机组转速（汽机前端）3DEH总阀位指令输出DEH模出信号4高压调门位移反馈CV1、CV2、CV3、CV45中压调门位移反馈ICVL、ICVR6过热器出口汽包压力DAS信号7主汽门后压力DAS信号8调节级压力DAS信号9冷端再热器出口压力DAS信号10热端再热器出口压力DAS信号11中排压力DAS信号12过热器入口压力DAS信号13主汽流量DCS计算值14燃料指令DCS计算值15CCS频差值DCS16CCS指令DCS125-9附录1机组原动机、调速器参数调查表（汽轮机）序号信息单位设计值1厂站名河南南山发电厂2机组编号#1机组/#2机组3调速器类型高压抗燃油纯电调4调速器制造厂5调速器综合程序模型类型PID闭环调节6调速器BPA程序模型类型无7汽门最大功率P maxMW8汽门最小功率PminMW9硬反馈回路放大倍数KIYF10测量回路放大倍数KD11调差系数R12软反馈回路放大倍数 KB无13软反馈系数Dd无14转子阻尼的近似值DHp.u.15配压阀行程上限ZMp.u.16配压阀行程下限Zmp.u.17汽门的最大开度UM%18汽门的最小开度Um%.19 失灵区E%20软反馈回路时间常数TI秒21 阻尼箱时间常数TD秒22伺服机构时间常数TS秒23调速器响应时间时间常数TG秒24蒸汽容积时间常数TCH秒25
