大型抽水蓄能机组机械制动系统控制策略研究

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机械液压制动刹车系统在抽蓄电站的分析研究

机械液压制动刹车系统在抽蓄电站的分析研究发表时间：2019-09-11T10:13:37.343Z 来源：《中国电业》2019年第10期作者：张鑫郭玉春孙晓伟马亚楠[导读] 说明机械液压制动刹车系统在宝泉电站机组发电机组启停机过程制动控制和机组停机状态下的蠕动控制中的应用。

（河南国网宝泉抽水蓄能有限公司河南新乡 453636）[摘要]机械液压制动系统是抽水蓄能发电电动机组的重要组成部分，该系统的可靠运行对于机组的安全稳定运行具有重要的意义。

本文主要说明机械液压制动刹车系统在宝泉电站机组发电机组启停机过程制动控制和机组停机状态下的蠕动控制中的应用。

[关键词] 发电电动机机械刹车制动控制1 前言随着抽水蓄能电站的发展，抽水蓄能机组的调峰填谷作用日益明显，对机组的可靠性要求也将更高。

宝泉电站机组启机过程中机械刹车异常将导致机组正常停机，停机过程中机械刹车异常将导致机组紧急停机，机组无法达到备用状态，影响机组正常启停。

同时机组运行过程中，机械液压制动系统误投，将会造成设备损坏，降级机组运行的可靠性。

由此可见机械刹车在机组运行过程中有着非常重要的作用。

2 机械液压制动系统组成宝泉电站发电电动机机配置有一套机械液压制动装置，该装置由一套油站系统、两个制动卡钳和一个制动盘组成，通过油压操作4块制动闸瓦来实现制动。

油站系统包括一个交流油泵、一个蓄能器、过滤器相关阀门、自动化元件、控制系统等。

正常情况下，机械制动系统处于自动控制方式，蓄能器内始终保持一定压力。

制动油回路共设置4个压力开关PS，其中631SP用于监测油回路压力；641SP用于监测机械制动器内部压力；661SP用于启动油泵；671SP用于停泵。

泵的出口设置有压力释放阀VQ，其整定值为40bar，当压力大于40bar时，该阀导通泄压。

具体见图1。

3 机械液压制动系统动作逻辑1）投退及闭锁条件分析正常或机械停机时，当机组转速下降至5%额定转速时投入机械制动装置，转速为零时机械制动退出。

大型抽水蓄能机组机械制动系统控制策略分析

大型抽水蓄能机组机械制动系统控制策略分析（锦屏水力发电厂四川西昌615000）摘要：由于机械制动系统在运行中具有制动快和硬件体积小等特点，所以其在我国大型抽水蓄能机组中已经得到广泛应用，慢慢取代了以前的液压制动系统。

为了避免客观因素对此系统运行的影响，本文分析了控制大型抽水蓄能机组机械制动系统的措施，希望能够为相关学者提供借鉴价值。

关键词：大型抽水蓄能机组；机械制动系统；控制策略分一般情况下，机组制动可以在停机中，及时缩短低转速惰行时间，保证大型抽水蓄能机组的安全性。

尤其是其中的机械制动系统，能够避免机组结构受到损坏，提高大型抽水蓄能机组的运行效率，减少安全问题的发生。

1.机械制动系统的作用原理在对当前我国大型抽水蓄能电站特点进行分析时，发现其中的每台机组，可以设置8套机械制动设备，并且机械制动系统一般由风闸和管路所组成，能够应用风闸和制动环中的摩擦力，从而达到更好地制动效果[1]。

其中的低压气系统，能够制动风闸用气，将气体压力控制为5到8bar，并且压力的投入和撤出，可以通过电磁阀手动操作，或者是自动操作。

同时，还能够直接的通过对气管路阀门进行操作，控制气体压力。

通常情况下，每台机械对制系统，需要配置1个制动位置，以及1个退出接触式开关，当机械制动在退出位置时，会接收到反馈信号。

然而，在进行投入操作的时候，所有的制动器投入位置，其行程开关并没有动作，这个时候制动器的投入失败。

因此，为了保证机械制动的有效性，需要加强对此系统的控制，工作人员还要注意可编程的特点，加强对测速的控制，保证设备的稳定运行，促进测量、输出和控制等内容之间的有效结合，提高转速测量设备运行的效果，进而让机组更加安全运行[2]。

二、机组转速问题以及检测目前，随着我国经济水平的快速提高，对大型抽水蓄能机组所提出的要求也越来越高。

机械制动设备在其中的应用，能够保证机组运行的灵活性和稳定性。

同时，要对其中的机械制动系统进行定期检测，保证数据的精准性，如果在检测存在误差，可能就会导致制动环在运行中出现磨损等问题，导致机组停止运行。

抽水蓄能电站电气制动技术的应用与探讨

抽水蓄能电站电气制动技术的应用与探讨发布时间：2022-10-10T02:49:37.532Z 来源：《中国电业与能源》2022年6月11期作者：谭天麟郭浩明杨斌奇夏铭男[导读] 中国作为能源消耗大国，对于能源的需求量随着经济的发展逐年上升。

而传统的能源供给方式不仅会消耗大量的资源，同时对生态环境造成较大负面影响。

谭天麟郭浩明杨斌奇夏铭男湖南平江抽水蓄能有限公司 410001摘要：中国作为能源消耗大国，对于能源的需求量随着经济的发展逐年上升。

而传统的能源供给方式不仅会消耗大量的资源，同时对生态环境造成较大负面影响。

在国家提倡实行绿色发展经济的目标下，通过抽水蓄能的方式建立水电站来进行发电也变得越来越常见，抽水蓄能电站的建设不仅能够有效地缓解用电紧张带来的压力，同时也能够满足绿色环保的发展需求。

抽水蓄能电站的建设需要不同技术的应用以及多部门的协调，针对抽水蓄能电站在电气制动技术的应用进行分析和探讨，以供读者参考。

关键词：抽水蓄能电站；电气制动技术；应用与探讨引言：抽水蓄能电站的建设和应用离不开电气设备的稳定运行，而在实际应用过程中利用电气制动等技术能够更好地帮助电站在正产供电的过程中也能够实现更多的作用，包括进行水利调节。

电气制动技术的应用优劣将会决定抽水蓄能电站的功能稳定发挥水平。

然而在实际应用中电站的电气制动技术仍存在很多的问题，结合这些问题进行分析和讨论，并结合抽水蓄能电站的技术应用优势展开讨论。

一、现阶段存在的问题（一）电站调节能力不足，造成电气制动技术无法更好地发挥作用一般情况下为了满足抽水蓄能电站的功能在选址时通常会傍水而建，但是一些电站因为区域地理环境或是气候环境的限制所以只能将电站建在河流的上游。

河流的上游位置并不利于水电站进行调节。

而抽水蓄能电站的作用原理就是改变传统水电站的建设环境要求，利用电气制动的技术应用将水流引到一定的高度进行存储，当水位到达一定高度时在进行开闸放水。

从而能够在水流流动的过程中将水流的势能转化成为动能，带动电站内发动机的运转，达到发电的目的。

分析400MW级大型抽水蓄能机组控制流程与控制策略

分析400MW级大型抽水蓄能机组控制流程与控制策略0引言随着400MW级大型抽水蓄能机组国产化的逐步实现，计算机监控系统的国产化也日益成熟。

大型抽水蓄能机组的控制流程与控制策略应花大力气投入精力去研究，这对于提高计算机监控系统国产化的装备水平意义重大。

如今，一大批国产化的抽水蓄能机组相继投产，仙居电站375MW国内单机容量最大的抽水蓄能机组也在2016年实现了一年4投。

为此，本文结合机组特点和控制要求，分析总结已投产的抽水蓄能机组，就控制流程与控制策略展开研究，形成具有普遍指导意义的有关抽水蓄能机组的控制流程与控制策略的设计思路和方案。

1控制流程结构机组控制流程由启动条件和顺序控制两部分组成。

启动条件包括机组开机启动条件和工况转换条件。

机组开机设置启动条件，包括发电电动机、水泵水轮机、励磁、调速、开关设备、监控、保护、公用等系统均在正常状态及自动/远方位置、电站满足指定机组停机态至目标工况的启动条件。

工况转换设置转换条件，是根据选择的目标工况运行要求，对机组及辅助设备操作具备的条件进行检查。

当监控系统工作在“无人值班”(少人值守)的方式时，每个工况转换都要进行延时确认，满足转换条件时方可执行。

机组顺序控制分层设计，包括子流程的调用和子系统的控制。

子流程的调用是指将控制流程分解为若干子流程，机组的顺序控制是在设定好需要转换的稳态工况后，由系统自动调用相应的若干子流程来实现。

子系统的控制是指机组技术供水泵、高压油顶起泵、球阀油压装置、调速器油压装置等机组附属及辅助设备由独立PLC自行实现控制功能。

子系统的控制独立于子流程，由子流程根据逻辑进行调用。

2控制策略2.1并网策略抽水蓄能机组的控制流程应根据模型试验、机组型式、机组特点，在主机制造商提出的基本控制原则前提下开展设计，首先应能保障机组的安全并网、运行和控制功能的实现。

(1)控制流程执行机制。

机组控制流程的执行分两种方式，一种是分步执行，另一种是自动顺序控制。

大容量储能系统的控制与保护策略研究的开题报告

大容量储能系统的控制与保护策略研究的开题报告1. 研究背景和意义随着可再生能源在电力系统中的快速发展，大容量储能系统在电力系统中扮演着越来越重要的角色。

大容量储能系统不仅可以平衡电力系统的供需，还可以提高电力系统的稳定性和可靠性，减少系统运营成本。

因此，储能技术已经成为电力系统中的一项重要技术。

然而，大容量储能系统的控制与保护问题是储能技术研究中的难点和热点。

随着储能系统容量的不断增加，储能系统的控制和保护变得更加复杂和困难。

如果储能系统的控制和保护不到位，可能会导致储能系统的安全性和可靠性下降，甚至引发严重事故。

因此，对于大容量储能系统的控制与保护策略进行研究，对于提高储能系统的安全性和可靠性、促进储能技术的发展，具有重要意义。

2. 研究内容和方法（1）研究内容本课题的研究内容主要包括以下方面：1）大容量储能系统的控制策略研究：探讨大容量储能系统的控制策略，包括储能系统的运行模式、储能系统的能量管理和储能系统与电力系统的协调控制等。

2）大容量储能系统的保护策略研究：分析大容量储能系统的保护问题，研究大容量储能系统的安全性保护、灾害防范和故障诊断等方面的问题。

3）大容量储能系统的应用研究：应用研究是研究成果实际应用的关键。

本课题将针对大容量储能系统在电力系统中的应用问题进行研究，探讨如何优化储能系统的使用效果。

（2）研究方法本课题主要采用以下研究方法：1）文献调研法：通过阅读相关文献，掌握大容量储能系统的最新研究动态和应用情况，为后续研究提供基础和支撑。

2）数学模型法：将大容量储能系统建立数学模型，分析储能系统的运行特性和控制策略的优化问题，为储能系统的控制策略设计提供理论依据。

3）实验研究法：在实验室或现场进行储能系统的实际操作和测试，验证理论模型的有效性和可行性。

3. 研究进度安排第一阶段：对大容量储能系统的控制与保护问题进行综合调研和分析，完成论文综述和背景介绍。

第二阶段：建立大容量储能系统控制与保护的数学模型，并对模型进行分析和优化。

抽水蓄能的自动发电控制策略

抽水蓄能的自动发电控制策略发布时间：2022-09-25T08:12:28.100Z 来源：《当代电力文化》2022年10期作者：陈旭腾[导读] 抽水蓄能的自动化发电技术，是指一个抽水蓄能电站的所有机组在投入自动发电的情况下，根据电网的负荷要求陈旭腾调峰调频发电有限公司检修试验分公司，广东广州 510000摘要：抽水蓄能的自动化发电技术，是指一个抽水蓄能电站的所有机组在投入自动发电的情况下，根据电网的负荷要求，调节蓄能电站所有机组的工况和负荷出力情况，以达到输出或输入负荷量能平衡整个电网的电力供应需求的一种技术。

该技术经过优化提升，能对机组的效率和对电网的整体调节稳定有更大的提高。

关键词：控制策略；抽水蓄能；有功设定值引言习近平总书记在2020 年9 月出席第七十五届联合国大会时表示，中国将提供国家自主贡献度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和。

目前，我国抽水蓄能电站的建设进入了一个高速发展的时期。

抽水蓄能机组在电力系统中承担着削峰填谷、调频稳网、调相、事故备用及吸收多余电能等多种任务，是目前电网最重要的储能和调峰调频环节。

为保证电网安全稳定运行，充分提高电能质量及电网频率的控制水平，需要对抽水蓄能机组工作的特性进行深入分析，更充分掌控机组的相关信息，保障机组日常运行维护及为抽水蓄能机组状态检修提供支持。

抽水蓄能的自动化发电技术（Automatic Generation Control,AGC），指抽水蓄能电站的所有机组在投入自动发电的情况下，根据电网的负荷要求，调节蓄能电站所有机组的负荷，以达到负荷量能平衡整个电网的电力需求的一种技术。

其有以下优点：（1）控制便捷，只需要确认当前的总负荷需求，便可以自动调配整个蓄能电站的机组出力分配；（2）投入期间能随时调节机组优先顺序，保证电厂状态最优化；（3）响应快速，保证电网更快恢复稳定频率；（4）通用性强，对于常规的水电站也能搭配使用。

抽水蓄能电站机械制动系统部分故障分析及应对措施

抽水蓄能电站机械制动系统部分故障分析及应对措施摘要：随着经济体系不断发展和电力行业体制改革不断深化，抽蓄在电力系统中作用日益增强。

机械制动系统属于辅助设备，但稳定性将直接影响抽蓄机组启动成功率，与机组的安全性能息息相关。

关键词：抽水蓄能；机械制动；典型故障抽水蓄能机组为可逆式发电电动机，额定转速高，机组停机制动采用电气／机械制动两种方式。

在正常情况下，电气制动在转速低于50％额定转速时投入，机械制动在转速低于5％额定转速时投入。

停机制动的作用是缩短机组停机时间，提高机组响应能力，同时有效地防止机组惰转或蠕动对轴承瓦造成损坏。

1 抽水蓄能电站机组机械制动控制1.1 机械制动原理一般大型抽水蓄能电站每台机组设置8套机械制动器装置，机械制动系统由下机架的8套风闸和装设在转子上的制动环及相关管路组成，利用风闸与制动环之间的摩擦力达到制动停车的效果，制动风闸用气取自低压气系统，气体压力为5~8bar，其投入与撤出可通过电磁阀手动操作与自动操作，也可直接通过操作气管路阀门进行风闸的投入与撤出。

每台机械制动器均配置1个制动位置、1个退出位置接触式行程开关，每个行程开关均取常开节点。

这8个制动位置常开节点串联作为机械制动投入位置反馈信号，8个复归位置常开节点串联作为机械制动退出位置反馈信号。

当机械制动投入操作时，任何一个制动器的投入位置行程开关无动作，系统则判定制动器投入失败，反之，任何一个制动器的退出位置行程开关无动作，系统则判定制动器退出失败。

1.2 机械制动投退1.2.1 自动投退机械制动以该抽水蓄能电站为例，机组在正常停机或事故停机，投电气制动时，转速小于5%额定转速，机械制动自动投入；不投电气制动时，转速小于20%额定转速，机械制动自动投入，直至机组转速为零。

机组在停机备用时，若有蠕动信号，机械制动将会自动投入，电气制动采用电气制动开关与励磁系统配合进行制动。

1.2.2 手动投机械制动（1）检查机组出口断路器已分开、机组导叶、球阀已全关、机械制动柜气源气压指示正常、机组转速为零或降至允许投机械制动得转速。

大型抽水蓄能电站自动控制技术-中国水利水电科学研究院

大型抽水蓄能电站自动控制技术北京中水科水电科技开发有限公司（自动化）刘晓波、张毅、赵勇飞1调研背景概述随着我国电网规模的不断扩大，电网缺少调峰调频容量和调峰手段的矛盾日益突出。

从目前技术手段看，解决这一矛盾的较经济的方案就是建设一系列大型抽水蓄能电站实现调峰填谷。

在当前电网向坚强智能方向发展的环境下，各大电力公司正在加快大型抽水蓄能电站建设的步伐，可以预见大型抽水蓄能电站在提高电网电能质量、保障火电站和核电站运行效率、提升电网运行的经济与可靠性方面将发挥着越来越重要的作用。

从1968年，我国首次在河北省石家庄附近的岗南水库安装一台由日本引进的抽水蓄能机组，容量为11万MW[1]。

1996年开始陆续在西藏拉萨建成羊卓雍抽水蓄能电站，在浙江宁波建成溪口抽水蓄能电站，在安徽建成响洪甸混合式抽水蓄能电站，在北京密云建成混合式抽水蓄能电站。

这些电站的容量虽小，但启停灵活，为地区电网服务发挥了可观的效益[1] [80] [89]。

为配合大亚湾核电站和岭澳核电站而建设的广州蓄能一期工程（4×300MW）（1993年建成）、二期工程（4×300MW）（1999年建成），为两个核电站的安全运行起了重要作用，也在一定程度上缓解了广东电网缺电状况。

据不完全统计，至2011年底我国大陆地区已建成的抽水蓄能电站共23座，总容量15767 MW，其中大型纯抽水蓄能电站16座总装机容量15390MW，在建的10座，装机容量10940MW，拟建20座，装机容量27200 MW。

一般工业化国家抽水蓄能装机占比约在5%-10%水平，其中日本2006年抽水蓄能装机占比已经超过10%。

目前，我国抽水蓄能装机占全国总装机约为2.4%，根据统计及分析预测，全国在2015年、2020年水平年抽水蓄能装机全国总装机约为3.7%和4.4%[90]，与工业化国家抽水蓄能装机占比有一些差距。

我国可利用的抽水蓄能资源很多，尤其是东南沿海地区以及内地一些纯火电电网更有必要，也有条件加速发展这一事业，优化这些地区的电源结构。

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｍｐｅｄｓｔｏｒａｇｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａｋｅ；ｃｏｎｔｒｏｌ
１前言
抽水蓄能机组具有双向旋转运行、水头高、转速高、启动频繁等特点，在电网中一般承担着调峰、填谷、调频、调相以及事故备用等任务。机组机械制动系统
《电气开关》（２０１７．Ｎｏ．６）
１０１
文章编号：１００４— ２８９Ｘ（２０１７）０６— ０１０１— ０４
大型抽水蓄能机组机械制动系统控制策略研究
刘鹏龙，吴小锋，马皇恒
（河南国网宝泉抽水蓄能有限公司，河南新乡４５３６３６）
术条件》中规定发电电动机应同时设置机械制动和电气制动装置。正常停机一般在转速下降至５０％额定转速时投入电气制动，转速继续下降至（５％～１０％）额定转速时，再投入机械制动直至停机。机械制动装
置单独用于紧急停机时，应能在发电电动机转速下降至（２０％～３０％）额定转速时投人直至停机。在满足
是抽水蓄能机组发电电动机的重要辅助设备，在机组启动、停机、工况转换过程中以及机组蠕动监测控制中
起到机组制动作用，减少机组的惰性运行时间，以达到
保护机组推力轴承瓦和缩短停机时间。有些机组机械
机组停机时间要求的情况下，从保护机械制动设备（制动器、制动环）角度，机械制动转速宜取较小值。
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｕｎｉｔｎｏｒｍａｌｓｔｏｐ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｏｐ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔｏｐ，ｐｕｍｐｉｎｇｌｏｓｓｐｏｗｅｒ，ｐｕｍｐｉｎｇｔｏｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｐｕｍｐｅｄｓｔｏｒａｇｅｕｎｉｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａｋｅｕｎｄｅｒｖａｉｏｒｕｓ
ｂｅａｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｂｎｏｒｍａｌ，ｕｎｉｔｓｔａｒｔ，ｕｎｉｔｃｒｅｅｐ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａｋｅＯＮｉｎｈｉ【ｇｈｓｐｅｅｄ，ｅｔｃ．ｈａｓａｃｅｒｔａｉｎｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆ－ｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｌａｒｇｅｐｕｍｐｅｄｓｔｏｒａｇｅｕｎｉｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａ
关键词：抽水蓄能；机械制动；控制中图分类号：ＴＭ７１文献标识码：Ｂ
ＴｈｅＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍｆｏｒａＬａｒｇｅＰｕｍｐｅｄＳｔｏｒａｇｅＵｎｉｔ
摘要：本文讨论了机械制动在机组各种工况转换中及异常情况下的控制策略，包括机组正常停机、机械事故停机、电气事故停机、水泵断电、抽水转发电、轴承瓦温异常、机组启动、机组蠕动、高转速机械制动异常投入等情况下机械制动控制策略及安全闭锁，对大型抽水蓄能机组机械制动控制程序设计具有一定的指导意义。
本文讨论过程中，正常停机时机械制动转速取５％额
定转速，事故停机时及工况转换过程中机械制动转速取２Ｏ％额定转速。
制动设计还兼有顶转子功能，在机组检修需要顶转子时使用。机械制动高速投入、带机械制动升速等恶性故障偶有发生，可能造成发电电动机粉尘污染、机组轴系偏移、机械结构受损、制动器损坏、制动环损坏等严重后果，严重影响机组的安全稳定运行，完善的控制策略可以最大限度的避免恶性故障的发生，提高机械制动系统的安全性和可靠性。
ＬＩＵＰｅｎｇ — ｌｏｎｇ，ＷＵＸｉａｏ－ｆｅｎｇ，ＭＡＳｈｅｎｇ — ｈｅｎｇ（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＨｅｎａｎＢＡＯＱＵＡＮＰｕｍｐｅｄＳｔｏｒａｇｅＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，Ｈｅｎａｎ，４５３６３６）