[发明专利]一种水轮机调速器功率振荡判断方法和系统

说明书

本发明涉及一种水轮机调速器功率振荡判断方法和系统，该方法包括计算或获取如下参数：调速器功率给定、调速器功率反馈、调速器主配压阀阀芯位移、调速器功率死区，同时满足条件时，电力系统振荡导致机组发生功率振荡报警或者调速器系统振荡导致机组发生功率振荡报警。本发明能够自动准确判断出振荡源，不再需要人为进行统计分析；机组发生功率振荡调速器可自动进行应急处置，不再需要人为干预；增加了调速器功率给定、功率反馈、主配压阀阀芯位移参与控制的精度；增加了判断机组功率振荡的准确性。

技术领域

本发明涉及水电站调速器控制系统领域，具体涉及一种水轮机调速器功率振荡判断方法和系统。

背景技术

水轮机调速器是水轮机非常重要的自动调节装置，其作用是通过控制水轮机导叶开度，进而控制水轮机的过机流量，维持水轮机100％额定转速不变，即保持机组频率50Hz不变。

目前，水电行业判断机组功率振荡普遍采用监控系统以及PMU采集数据进行人为分析综合判断，无水轮机调速器直接进行判断。存在问题如下：

1、无法自动判断出是电力系统导致机组发生功率振荡，还是调速器系统导致机组发生功率振荡，即无法自动判断出振荡源；

2、若是调速器系统某种原因导致机组发生功率振荡，由于调速器未设计功率振荡判断逻辑，所以不能进行机组功率振荡判断，也无法自动进行应急处置；

3、不论是电力系统导致机组发生功率振荡，还是调速器系统导致机组发生功率振荡，需要人为进行数据查找、资料搜集、分析判断，所以不能快速准确判断出振荡原因，不利于事故处理，同时增加维护人员工作量。

机组发生功率振荡，若不能及时准确判断出振荡源，容易错失最佳处理时机，甚至延误事故处理时间，可能引起事故扩大，对水轮发电机组、电网安全、稳定运行造成严重威胁，特别是参与调峰调频的机组对电网将造成更为严重威胁。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种水轮机调速器功率振荡判断方法和系统，本发明依托调速器功率采样、功率给定、主配压阀阀芯位移之间关系，通过对机组功率振荡现象研究，结合水轮机调速器调节特性，设计出调速器判断机组功率振荡方法。

本发明的技术方案具体如下：

一种水轮机调速器功率振荡判断方法，包括如下步骤：

计算或获取如下参数：调速器功率给定Pc、调速器功率反馈Pg、调速器主配压阀阀芯位移S、调速器功率死区Pgif，调速器功率死区Pgif根据系统多年运行特点，人为设置。

同时满足如下条件时，电力系统(调速器功率给定)振荡导致机组发生功率振荡报警：

时间t时间段内，调速器功率给定波形连续波动频次先于功率反馈，功率死区Pgif不变，|Pg-Pc|＞Pgif的次数≥2n次，调速器主配压阀阀芯位移S波形连续出现波峰≥n次，调速器主配压阀阀芯位移S波形连续出现波谷≥n次；

同时满足如下条件时，调速器系统(调速器功率反馈)振荡导致机组发生功率振荡报警：

时间t时间段内，调速器功率给定基本Pc不变，功率死区Pgif不变，|Pg-Pc|＞Pgif的次数≥2n次，调速器主配压阀阀芯位移S波形连续出现波峰≥n次，调速器主配压阀阀芯位移S波形连续出现波谷≥n次。

进一步地，调速器功率给定Pc直接获取或由以下计算过程得到：

下发至调速器功率给定信号为Ic；将4～20mA对应标定为计算码值范围βmin～βmax；按下式计算调速器功率给定中间变量β：

β＝[(βmax-βmin)*(Ic-4)/(20-4)]+βmin；

将计算码值范围βmin～βmax对应标定为调速器功率给定范围Pcmin～Pcmax；