PDF《200 M W 机组 DEH 功频控制原理的组态设计》

东北电力技术

1999 年第

2 期200 MW 机组 DEH 功频控制原理的组态设计 沈阳电力高等专科学校 ( 110036) 杨庆柏 王世忠 摘要主要介绍了采用 HIACS-

3000 实现 DEH 功频控制原理的组态设计, 以供火电厂热控人员参考.

关键词 DEH 功频控制 HIACS-

3000 为了保证有良好供电质量和经济性, 必须改善 大机组的一次调频能力和负荷适应性.然而, 汽轮 机液压调节系统有许多难以克服的弊端 !1? , 这些 弊端阻碍了整个火力发电机组自动化水平的提高, 因此, 必须对汽轮机液压调节系统进行改造.采用 HIACS-

3000 分散控制系统实现的汽轮机数字电 液控制系统 ( 简称 DEH) 已在多台

200 M W 机组 中投入运行, 收到了良好的控制效果.为了维护和 应用好 DEH, 文中对

200 MW DEH 功频控制原理 进行了组态设计, 以供火电厂热控人员参考.

1 组态设计 采用HIACS-

3000 实现的 DEH 功频控制原理 组态设计图如图

1 所示.图中: SG 为信号发生;

SUB 为减法;

GAP 为死区;

G 为增益;

ADD 为加 法;

LG 为一阶滞后;

LIM 为信号控制;

PIF 为带 先行信号的比例积分.这些功能模块在 HIACS -

3000 中被称为宏指令, 有关宏指令和控制回路组 态方面的知识见文献 !2? 和!3?.

1 1 有差调节 在DEH 中, 控制模块总采用 PID ( 比例+ 积分+ 微分) 形式.由于积分作用的存在, 在系统达 到稳定后, PID 控制模块的输入信号必然为零, 系 统必然为无差调节.汽轮机的功率或频率采用无差 调节时, 在电网中不能稳定工作, 即汽轮发电机的 功率会发生摆动 ( 在电网频率不变时) , 对电网和 机组安全运行都不利, 只能单机运行.从实际应用 出发, 汽轮机的功频控制应设计成有差调节. 由图

1 可知, 在稳定工况下, PIF 控制模块入 口信号应为零, 即(P0- P ) + K ( n0- n ) =

0 ( 1) 其中 P

0 为功率给定值;

P 为功率测量值;

n0 为转 速给定值;

n 为转速测量值;

K 为速度不等率的 倒数. 在功率偏差为零的情况下, 如果外界负荷增 加, 则电网频率降低, 出现了转速偏差的正信号 n ( 也称频差信号) , 该信号经过控制模块 PIF, 若PIF 的比例增益为 K P , 则n信号被放大为K P 倍, 再经电液转换 ( E/ H) 后, 使得汽轮机调节汽 阀的开度为正常开度的 K P 倍, 实现了动态过开. 随着过程的继续进行, 发电机功率 P 迅速增加, 出现了功率偏差的负信号 P , P 与n的极性 正好相反, 故n将被 P 抵消, 直至 PIF 模块入 口信号为零, 系统又进入稳定工况, PIF 的输出信 号和调节汽阀开度都保持在新的数值上.当外界负 荷减少时, 其动作过程与上述相反.由此可见, 这 样的组态设计, 不但满足了汽轮机有差调节的要 求, 而且又使 DEH 进入了稳定工况, 真是一个两 图1功频控制原理组态图 #

34 # 全其美的控制策略.

1 2 反调现象的克服 由于汽轮机功率的测量至今尚有困难, 所以在 DEH 中功率信号都取自发电机的输出端, 即功率 为发电机输出电功率.当机组突然甩负荷时, 转速 升高, 出现转速偏差的负信号 n , 它使调节汽阀 关小.但是, 此时的功率测量信号 P 消失, 而功 率给定 P

0 仍在, 这相当于功率偏差的正信号, 它 使调节汽阀开大, 二者综合作用结果, 如果使调节 汽阀开大, 与要求相反, 则称为反调现象.反调现 象将引起汽轮机超速, 严重时将造成汽轮机损坏, 因此, 反调现象必须克服. 机组甩负荷时, 首先发电机突然失去负荷, 而 汽轮机的转速变化是由发电机负荷变化引起的, 所 以转速信号变化落后于发电机负荷信号的变化, 而 汽轮机功率信号的变化又是由于转速变化所引起 的, 所以汽轮机功率信号又落后于转速信号的变 化.由于功率信号不是取自汽轮机而是发电机, 则 甩负荷时功率信号变化要快于转速变化信号, 将使 调节汽阀开大.在图