[发明专利]灯泡贯流式机组甩负荷时低频抑制的控制方法及存储介质

说明书

本发明公开了一种灯泡贯流式机组甩负荷低频抑制方法及存储介质，属于水力发电技术领域。该方法包括判断机组甩负荷事件、设置导叶最小和最大空载开限、甩负荷工况判断以及进行低频抑制控制等步骤，最后当判断机组频率下降速率减缓到特定值时，通过常规转速(频率)PID控制策略进行机组转速(频率)控制，进行导叶开度微调，将机组维持在空转运行，机组恢复热备用，低频抑制过程结束。本发明能够有效避免灯泡贯流式机组在发生甩负荷时造成低频逆变灭磁事故的发生，保证了在发生电网故障造成机组甩负荷时，机组仍处于热备用状态，提高了厂用电的安全性，减少了恢复供电时间，提高了电厂安全稳定运行水平和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种灯泡贯流式机组甩负荷时低频抑制的控制方法及存储介质，属于水力发电技术领域。

背景技术

目前，国内大、中型水电厂水轮发电机组转速(或频率，下同)控制均采用PID控制方法实现，灯泡贯流式机组也沿用了较为常见的混流式机组的PID控制方法，只是在控制参数上进行了相应的调整。

由于灯泡贯流式水轮发电机组具有转动惯量小、水头低、流量大的特点，与混流式机组有较大差异。因此，对于一般的运行工况，传统的灯泡贯流式机组转速(频率)控制方法尚能达到理想效果，但是对于机组甩负荷，尤其是甩100％负荷特殊情况(该情况为最严重、对控制策略考验最高的甩负荷情况，在安全稳定性较高的国内电力系统中极少发生)则难以应对，极易发生甩负荷后，导叶快速回关，使机组频率低于45Hz，进而引发励磁系统低频灭磁，机组事故停机的情况。

以某水电站为例，沿用传统的灯泡贯流式机组转速(频率)PID控制方法，经过主机厂家、调速器控制系统厂家、调试单位等多方技术人员共同研究攻关，尝试了多次PID控制参数优化调整，在其他常规指标取得了良好效果的情况下，发生甩负荷事件或试验时，控制效果依然不理想，多次发生甩负荷过程中频率过低导致机组逆变灭磁，为机组以及全厂设备的安全稳定运行带来了不利影响。

发明内容

本发明的目的是在传统的灯泡贯流式机组转速(频率)PID控制方法基础上进行了改进，提供一种灯泡贯流式机组甩负荷时低频抑制的控制方法及存储介质，在保证机组正常工况下调节性能不变的情况下，明显改善了机组甩负荷的动态过程，避免了机组甩负荷过程中低频灭磁事故的发生，提高了机组的安全稳定性能。

1.本发明的控制方法的总体控制策略

(1)对于机组的转速(频率)控制，总体上依然使用传统的灯泡贯流式机组转速(频率)PID控制逻辑和参数，仅在甩荷工况下，对机组转速(频率)PID控制逻辑上进行改进；

(2)对机组的运行状态进行判断，当调速器系统控制器判断到机组发生甩负荷事件时，立即启动低频抑制控制方法；

(3)在机组甩荷过程中，对机组转速(频率)、导叶开度、机组转速(频率)的变化方向及变化速率进行综合分析判断，在甩荷过程中根据机组状态进行导叶开度调整，适当提前开启导叶，补偿因过机流量减少和机组转动惯量小造成的转速(频率)过度降低，进而改善机组甩荷动态过程，避免机组频率降低至45Hz以下。

2.本发明的控制方法的技术方案所包括的步骤

(1)步骤1，判断机组甩荷事件

机组调速器控制系统持续检测机组出口断路器(GCB)和主变高压侧断路器(MTCB)状态，当机组出口断路器(GCB)和主变高压侧断路器(MTCB)同时断开时，即判定机组发生了甩荷。此时，所述的机组调速器控制系统的内部设置的“机组甩荷事件”标志位赋值“1”并保持30s，转入步骤2；30s后自动复位为“0”。

(2)步骤2，设置导叶最小和最大空载开限

将导叶最小空载开限保持为额定空载开度，导叶最大空载开限修改为3倍额定空载开度。当判断“机组甩荷事件”标志位为“0”后，导叶最小和最大空载开限分别恢复为正常开限。