[发明专利]一种汽轮机主汽压力测量方法和测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的稳定性研究的技术领域，尤其涉及一种汽轮机调节系统中的汽轮机主汽压力测量方法和测量装置。

背景技术

在电力系统稳定性的研究中，用于判断电力系统是否稳定的很多汽轮机及汽轮机调节系统的经典模型都不考虑主汽压力变化的影响，即假定汽轮机调门变化时主汽压力是不变的。而实际上，主汽压力对汽轮机调门变化非常敏感，调门开大时，很快就会引起主汽压力的下降。由于主汽压力变化直接影响到机组功率，尤其是高压缸功率的变化，而高压缸的功率响应速度很快，是一次调频最主要的贡献元件，因此，在利用各经典模型对电网稳定性进行判断的过程中，假设主汽压力恒定往往会带来较大的误差。

比如汽轮机调门开度变大时，汽轮机进汽量增大，主汽压力开始降低，而此时燃料指令虽然因为锅炉的自动控制而变大，但由于延时环节和燃料释放的惯性，很难在短时间内增大对汽包的供给，主汽压力的平衡被打破，造成主汽压力持续降低，只有较长时间以后，燃料增加的效果逐步显现出来，主汽压力才能恢复到正常的状态。

为了进一步说明主汽压力变化对于电力系统稳定性研究的影响，下面结合图1A-图1C所示的例子以及图2A-图2B所示的例子加以说明。

请参照图1A-图1C，该例子是在一个简化的3机7节点电力系统上进行的。在动态过程的第10秒切除1#机的部分负荷，分别记录了在假设主汽压力恒定和考虑主汽压力变化两种情况下的2#发电机的有功功率，其中图1A是2#发电机有机功率示意图，图1B是系统频率示意图，图1C是2#机主汽压力变化示意图。1#机切除部分负荷后，系统频率降低，2#机调速器动作， 发电机有功出力开始增加。考虑与不考虑主汽压力变化情况下，有功功率分别增加了5.4％和6.1％，后者的增幅比前者增加了12.9％。动态过程中主汽压力降低的最大幅度也超过了1.5％。

请参照图2A-图2B，该例子是应用不考虑主汽压力变化的经典模型，对华北电网进行的类似上述例子的测量分析，在分析时段的第10秒在华北电网某台机组电调的转速参考端施加了一个25r/min的阶跃扰动，即转速参考由原来的3000r/min突然强置为3025r/min。图2A是考虑主汽压力变化与否的情况下该机组的有功出力对比，图2B是动态过程中的主汽压力的变化。由图可见，假设主汽压力不变时，在60秒的动态过程中，机组的有功出力最大增加了6.8％，而考虑主汽压力变化的情况下仅增加了5.3％，前者的增幅比后者也增加了28％。

上述两个例子及其他大量的试验表明，在电力系统动态稳定性研究的过程中，主汽压力的变化对分析的结果往往会产生较大的影响，对机组出力影响的幅度一般都超过10％，有时甚至达30％。

为解决这一问题，现有技术中也出现了一些考虑了主汽压力变化的模型，以应用该模型与其他模型一起判断电力系统的稳定性。然而，这些模型大多比较复杂，参数较多，这些参数很难根据现场实测曲线来获取，应用很不方便。

因此，在电力系统的稳定性研究中，要么使用了没有考虑主汽压力变化的各类模型判断电力系统的稳定性，导致结果不准确，效果不好；要么使用了复杂的主汽压力变化模型与其他模型一起判断电力系统的稳定性，导致浪费系统资源和计算时间，应用不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种汽轮机主汽压力测量方法和测量装置，以解决现有的对电力系统的稳定性判断过程中出现的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种汽轮机主汽压力测量方法，所述方法包括：对汽轮机控制系统的转速参考信号加入扰动；根据所述扰动获得一段时间内的汽轮机的调门开度变化值；根据所述扰动获得所述一段时间内的汽轮机主汽压力变化值；利用所述主汽压力变化值和所述调门开度变化值对汽轮机主蒸汽管道和过热器的压损变化的参数值，以及汽包和过热器的容积效应的参数值进行拟合，得到所述压损变化的参数值和所述容积效应的参数值；利用所述压损变化的参数值和所述容积效应的参数值，以及主汽压力变化值与调门开度变化值之间的关系测量得到任意汽轮机调门变化下的汽轮机主汽压力变化值。