火电机组低频振荡原因分析及仿真
600WM火电机组低压缸轴瓦振动异常分析及处理

600WM火电机组低压缸轴瓦振动异常分析及处理发表时间:2018-08-22T11:10:50.077Z 来源:《电力设备》2018年第15期作者:杨立斌[导读] 摘要:火力发电厂中,汽轮机发电机组是电厂主要设备,机组的振动水平是整个设备安全运行的重要前提。
(内蒙古岱海发电有限责任公司内蒙古乌兰察布 013700)摘要:火力发电厂中,汽轮机发电机组是电厂主要设备,机组的振动水平是整个设备安全运行的重要前提。
机组长期在剧烈振动下运行,容易导致机组发生永久的损伤,严重时引起毁机事故的发生。
改善振动机组振动情况,让机组在安全的范围内运行,每个火力发电厂的要求。
由于引起振动问题原因是一个多因素综合体,处理振动问题就是在众多因素中掌握最主要因素,针对主要因素进行处理,达到改良机组振动性能的目的。
出现振动问题时,进行准确的故障诊断显得尤为重要。
关键词:低压缸;轴瓦;振动;某公司低压缸轴瓦选用四瓦块可倾瓦,因轴瓦顶部间隙、轴瓦紧力调整不合理、轴瓦垫铁接触不良、轴承负载不均等原因,造成轴瓦振动异常、上瓦块进油边角落有钨金损坏。
通过合理调整轴瓦顶部间隙、轴瓦紧力;研刮垫铁、调整轴承载荷等措施,避免了低压缸轴瓦振动异常及钨金损坏现象的发生。
一、概述某公司安装有某汽轮机厂生产的超临界CLN600-24.2/566/566汽轮发电机组四台。
低压缸轴瓦是由四个键支撑的具有自位功能的可倾瓦,支持销定位,位于瓦块中心的调整垫块与支持销的球面相接触,作为可倾瓦块的摆动支点。
轴承瓦块在工作时可以随转速、载荷及轴承温度的不同而绕其球面支撑销摆动,在轴径四周形成多个油楔;轴承中分面上部瓦块、背面分别装有弹簧,从瓦块一端压迫瓦块,人为地建立油楔。
轴承具有较高的稳定性,理论上可以完全避免油膜振荡的产生。
另外,由于瓦块可以自由摆动增加了支撑柔性,还具有吸收转轴振动能量的能力,即具有很好的减振性。
可倾瓦因其稳定性、承载力及功耗等性能方面优于其他形式轴瓦,而被大容量机组广泛采用。
电力系统低频振荡的原因

电力系统低频振荡的原因引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,它为我们提供了稳定的电能供应。
然而,有时候电力系统会出现低频振荡问题,给系统的稳定运行带来困扰。
本文将探讨电力系统低频振荡的原因,以及可能导致这些振荡的因素。
低频振荡概述低频振荡是指电力系统中频率较低的周期性波动。
一般情况下,电力系统的标准工作频率为50Hz或60Hz,而低频振荡往往发生在0.1Hz到1Hz范围内。
这种振荡可能导致电网不稳定、设备损坏甚至停电。
常见原因动力系统负载变化动力系统负载变化是引起低频振荡的常见原因之一。
当负载突然增加或减少时,会导致发电机和负载之间的失衡,从而引起低频振荡。
这种失衡可能是由于大型工业设备启动或停止、大规模用电设备切换等原因引起的。
发电机调节不当发电机是电力系统的核心组成部分,它负责将机械能转换为电能。
发电机调节不当可能导致低频振荡。
如果发电机的调节系统响应缓慢或不灵敏,就会导致频率波动,从而引起低频振荡。
线路参数变化电力系统中的线路参数变化也可能导致低频振荡。
线路的阻抗、电感和电容等参数会受到温度、湿度和环境条件等因素的影响而发生变化。
这些变化可能导致系统的谐振现象,从而引起低频振荡。
控制系统故障控制系统是保持电力系统稳定运行的关键组成部分。
控制系统故障可能导致低频振荡。
自动发电机控制器(AVR)故障可能导致发电机输出功率不稳定,从而引起低频振荡。
高压直流输电系统干扰高压直流输电系统在长距离输送大功率时具有优势,但它也可能对交流输电网产生干扰。
由于高压直流输电系统的存在,可能会引起电力系统中的低频振荡。
振荡的影响低频振荡对电力系统的影响是严重的。
它可能导致设备损坏,包括发电机、变压器和开关设备等。
低频振荡可能导致电网不稳定,从而引起停电和能源供应中断。
低频振荡还可能对用户造成经济损失,并对社会生活产生负面影响。
预防和控制为了预防和控制低频振荡问题,需要采取一系列措施。
应确保发电机和负载之间的平衡。
电力系统的低频振荡问题分析及处理措施

电力系统的低频振荡问题分析及处理措施发布时间:2022-06-01T07:50:30.742Z 来源:《新型城镇化》2022年10期作者:谢福梅[导读] 现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一,电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展,因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而,大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中,长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响,加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统,低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此,重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
谢福梅国网四川阿坝州电力有限责任公司四川阿坝州 623200摘要:现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一,电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展,因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。
然而,大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。
其中,长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响,加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统,低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。
为此,重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。
关键词:电力系统;低频振荡问题;处理措施目前低频振荡危害已经成为影响电力系统安全稳定运行的首要因素,对日益普遍的电力联网状况提出了更加严峻的挑战。
为了更好地推进西电东送、南北互供、全国联网的电力发展战略,强化对电力系统低频振荡的控制方法的分析,是促进国家电力事业稳定健康发展的关键途径。
1 电网振荡的分类1.1按照相关机组分类(1)地区振荡模式:地区振荡模式为少数机组之间或少数机组对整个电网之间的振荡模式。
低频振荡现象的机理和研究现状 ppt课件

第8页
早期关于低频振荡的记录和研究
1971年记录的功率振荡,±90MW,约0.14Hz
2020/2/29
第9页
1996年8月10日美国西部大停电事故
导致系统最终失稳的根本原因是区域间的增幅低频振 荡,属于小干扰稳定问题。
美国电科院发布的《WSCC的系统扰动稳定性研究》的 报告指出
HVDC和AGC调整对系统振荡的阻尼和频率有:一定的影响, 但根本原因在于事故发展过程中电网的结构 系统发生线路和机组掉闸后形成的网架结构本身就存在小 干扰不稳定问题,有0.28Hz的负阻尼振荡模式 通过时域仿真和更深入的特征值分析可以说明这一点。此 外,该事件中初始运行电压较低,但可以验证即使电压在 正常的水平下,不稳定的事件同样会发生
2020/2/29 第24页
2005年10月华中系统低频振荡
斗双线:最大功率变化:570~1300MW,振荡幅度:730MW
2020/2/29 第25页
2005年10月华中系统低频振荡
三峡左一500kV母线电压 最大电压变化:533~555kV,振荡幅度:22kV
2020/2/29 第26页
2005年10月华中系统低频振荡
2020/2/29 第18页
我国的低频振荡事例
2001年-2002年四川电网发生过三次二发电机出力、 母线电压和线路电流有低频摆动现象,随着紧急降低机组出力振荡得 到抑制。
通过对二滩机组励磁系统的研究和现场试验,发现这几次低频振荡是由于二滩机组励 磁系统存在设计缺陷造成的,V/Hz限制环节不仅限制了励磁给定信号,而且限制了PSS 输出信号,在二滩多台机组相继增加励磁调压时,多台机组PSS功能同时退出,导致系 统阻尼变弱
频率上
• 区域间的振荡模式引发的全局问题 • 局部振荡模式引发的局部问题 • 局部振荡模式引发的全局振荡----新问题
电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析

电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析随着电力系统低频振荡对系统稳定性危害的逐渐显现,对系统低频振荡的分析越来越受到关注,本文分析了系统低频振荡产生的原因,比拟了常见的抑制低频振荡的措施,比照了优缺点,对柔性交流输电系统技术在抑制低频振荡中的应用进行展望。
【关键词】低频振荡抑制措施电力系统电力系统联网开展初期,发电厂同步发电机联系较为紧密,阻尼绕组会产生足够大的阻尼,抑制振荡开展,低频振荡在那时少有产生。
随着电网规模互联的不断扩大,出现了大型电力系统之间的互联,电力系统联系因而变得越来越密切,世界许多地区电网都发现了0.2Hz至2.5Hz范围内的低频振荡,低频振荡问题逐渐受到业内关注。
电力系统低频振荡一旦发生,如果没有及时抑制,将会导致电网不稳定乃至解列,严重威胁电力系统的稳定平安运行,甚至诱发联锁事故,造成严重后果。
1 低频振荡产生的原因1.1 负阻尼导致低频振荡有文献记载了运用阻尼转矩的方法,针对单机无穷大系统分析低频振荡的原因,最主要的原因是系统中产生负阻尼因素,从而抵消系统自有的正阻尼性,导致系统的总阻尼很小甚至为负值。
如果系统阻尼很小,在受到扰动后,系统中功率振荡始终难以平息,就会造成等幅或减幅的低频振荡。
如果系统阻尼为负值,在受到扰动后,低频振荡会不断积累增加,影响系统稳定。
1.2 发电机电磁惯性导致低频振荡电力系统中励磁控制是通过调整励磁电压来改变励磁电流,从而到达调整发电机运行工况的目的。
控制励磁电流就是在调整气隙合成磁场,它使得发电机机端的电压调整为所需值,同时也调整了电磁转矩。
故改变励磁电流大小便可以调整电磁转矩和机端电压。
在励磁自动控制时,因发电机励磁绕组有电感,励磁电流比励磁电压滞后,故会产生一个滞后的控制,滞后的控制在一定因素下会引起系统低频振荡。
1.3 电力系统非线性奇异现象导致低频振荡依据小扰动分析法,系统的特征根中有一个零根或一对虚根时,系统处在稳定边界;系统的特征根都为负实部时,系统处于稳定的;系统特征根中有一对正实部的复数或一个正实数时,系统处于不稳定。
660MW褐煤超超临界机组基于一次调频低频振荡的原因分析及优化

660MW褐煤超超临界机组基于一次调频低频振荡的原因分析及优化发布时间:2022-08-17T02:07:47.736Z 来源:《当代电力文化》2022年7期作者:和占强[导读] 概述了褐煤超超临界机组特点,结合新形势下火力发电机机组在应对两个细则考核进行一次调频优化时遇到的问题。
和占强摘要:概述了褐煤超超临界机组特点,结合新形势下火力发电机机组在应对两个细则考核进行一次调频优化时遇到的问题。
着重介绍了协调控制系统在测量、响应、前馈等角度对DEH、CCS侧一次调频回路优化的思路与方案,取得了较好的效果。
关键词:新能源;低频振荡;一次调频;优化中国计划在2030年实现碳达峰,新能源发电量逐年快速增长,新能源的随机性与波动性强,对电网供电稳定性带来巨大挑战,为保证电网安全经济运行,提高电能质量及电网频率的控制水平,迅速消除由于电网负荷变化引起的频率波动,发电机组的一次调频调控需要进一步规范化。
通过对机组参与一次调频的调节能力的优化,保证涉网机组控制自动化水平,确保机组一次调频系统涉网性能质量标准达到电网要求。
一、一次调频原理及褐煤机组协调控制的特点一次调频是电网的静态调频特性,其特点是通过并网机组调速系统的静态特性,利用机组的蓄能承担电网负荷变化,最终使电网频率形成一个稳定的频率偏差。
一次调频动作时:分别在DEH侧和CCS侧控制回路的共同作用下,采用将频差信号通过转速不等率设计函数直接叠加在汽轮机调速汽门总阀位指令处,然后作用在汽轮机调速汽门指令上,同时功率回路的功率指令宜根据转速不等率设计指标进行调频功率定值补偿,且补偿的调频功率不经过速率限制,以保证一次调频的响应速度。
褐煤本身热值低,大量的配煤掺烧使得燃煤发热量进一步降低且不稳定,加之超超临界机组没有汽包,蓄热能力低,不仅影响锅炉燃烧的安全性而且降低了AGC方式下滑压运行机组负荷响应速度及控制稳定裕度。
所以对机组协调控制方面提出了更高的要求,控制策略参数一旦调整不当,极易导致机组基础风、煤、水前馈适应性变差,主蒸汽压力、主再热蒸汽温度波动范围变大,不仅加大了运行人员的监盘压力,而且严重制约了机组满足电网“两个细则”的相关要求。
电力系统中低频振荡的稳定性分析
电力系统中低频振荡的稳定性分析引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,它的稳定性对于保障供电的可靠性至关重要。
然而,电力系统中常常会出现一些稳定性问题,其中低频振荡是一个常见的现象。
本文将就电力系统中低频振荡的稳定性进行深入的分析。
一、低频振荡的概念在电力系统中,低频振荡指的是频率较低的振荡现象。
通常,频率低于2Hz的振荡被认为是低频振荡。
低频振荡会对电力系统的稳定性产生一定的影响,因此需要进行分析和控制。
二、低频振荡的原因低频振荡通常是由于电力系统中的系统参数失稳或失控所导致的。
下面列举了几个常见的低频振荡原因。
1. 功率系统失稳:当电力系统中的负载功率发生突变时,系统可能会出现低频振荡。
这是因为负载功率的突变会导致系统频率和功角的变化,从而引起系统的不稳定性。
2. 电力系统设备故障:电力系统中的设备故障也可能引发低频振荡。
例如,变压器的短路故障、发电机的失速等都可能导致低频振荡的发生。
3. 控制系统失效:电力系统中的控制系统对于稳定性起着至关重要的作用。
当控制系统失效时,可能会引发低频振荡。
例如,自动电压调节器(AVR)失效、励磁系统故障等都可能导致低频振荡的出现。
三、低频振荡的影响低频振荡对电力系统的影响主要表现在以下几个方面。
1. 频率稳定性影响:低频振荡会导致电力系统中的频率波动,从而影响到电力负荷的正常运行。
如果频率波动过大,可能会导致负载设备的故障甚至损坏。
2. 功率稳定性影响:低频振荡也会引起电力系统中的功率波动,导致电力传输的不稳定性。
这会降低电力系统的传输效率,并可能引发更大范围的电力系统失稳。
3. 控制系统失效:低频振荡如果长时间持续,可能会导致电力系统中的控制系统失效。
这将进一步加剧低频振荡和整个系统的不稳定性。
四、低频振荡的稳定性分析方法为了保证电力系统的稳定性,我们需要对低频振荡进行稳定性分析。
下面介绍几种常用的稳定性分析方法。
1. 功率-角稳定性分析:这种方法通过分析电力系统中发电机的功率-角特性曲线,来判断系统是否存在低频振荡的风险。
电力系统中的低频振荡分析与控制研究
电力系统中的低频振荡分析与控制研究电力系统是现代社会发展不可或缺的基础设施之一,而低频振荡作为全球电力系统中最常见的稳定性问题之一,其研究与控制具有重大应用意义。
本文将着重围绕电力系统中的低频振荡问题展开探讨,从理论到实践层面,探究振荡的产生原因、特征、分析方法以及控制策略等方面,以期为相关研究提供一些参考。
一、低频振荡的原因低频振荡产生的原因有很多,其中主要包括两类因素:一是电力系统的固有特性;二是外界环境的干扰。
电力系统的固有特性主要表现在如下两个方面:一是由于负载的变化以及电力系统的复杂结构,电力系统可能会出现阻尼不足、动力学特性不同步等问题,这些问题会导致系统变得不稳定,从而引发低频振荡的产生;二是电力系统中存在多个控制装置,这些控制装置之间可能存在相互影响、冲突等问题,也可能会引发系统的不稳定,从而导致低频振荡的产生。
外界环境的干扰主要包括大气扰动、天气变化、地震等自然干扰以及设备故障、突发负荷波动等人为干扰。
这些干扰都可能导致电力系统中的阻尼变化、机械位移变化等问题,从而引发低频振荡的产生。
二、低频振荡的特征低频振荡的特征主要包括如下几个方面:一是振荡频率较低,一般在0.5Hz~3Hz之间;二是振幅较大,可达到无载电压的数倍;三是振荡周期长,往往需要几分钟、几十分钟、甚至几小时才能消失。
此外,低频振荡还具有以下几个特点:一是在振荡过程中,电力系统中的电磁场、电压和电流等参数都会发生明显的变化;二是低频振荡的产生具有很强的随机性,很难预测和控制;三是低频振荡往往会引发系统的不稳定,甚至导致系统的崩溃。
三、低频振荡的分析方法为了更好地控制电力系统中的低频振荡,需要对其进行深入的分析和研究。
目前,较为常用的低频振荡分析方法主要有模型计算和系统实测两种。
模型计算方法是建立电力系统的动态模型,利用计算机仿真技术对电力系统进行模拟,从而研究和分析低频振荡的特性和控制方式。
在模型计算中,一般采用各种稳定控制技术对电力系统进行分析和优化,以提高其稳定性和抗干扰能力。
火力发电厂中机组功率低频振荡控制方法
火力发电厂中机组功率低频振荡控制方法发布时间:2022-07-28T08:56:19.064Z 来源:《福光技术》2022年16期作者:阮小康[导读] 在电能资源持续减少、无法再生的环境背景下,火力发电、风力发电、水力发电等发电方式逐渐代替了电能资源的使用,为人们提供了较为稳定的电能供应源[1]。
内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司煤矸石热电厂 010300摘要:针对火电机组低频振荡控制效果不佳的问题,设计火力发电厂中机组功率低频振荡控制方法。
本次研究先在火电机组中提取出低频振荡的特征参数,找出低频振荡的主要原因;然后以特征参数为前提条件,构建出低频振荡控制模型,减小机组运行的阻尼系数,进而实现火电机组功率低频振荡的精准控制。
最后采用仿真实验的方式证明所提方法的先进性,实验结果表明:该方法的阻尼系数较小,低频振荡控制效果较佳,可应用于实际生活中。
关键词:火力发电厂;火电机组;功率;低频;振荡;控制方法;中图分类号:TM761 文献标识码:A0引言在电能资源持续减少、无法再生的环境背景下,火力发电、风力发电、水力发电等发电方式逐渐代替了电能资源的使用,为人们提供了较为稳定的电能供应源[1]。
为了解决电能资源存储问题,人们建立了较多的火力发电厂、输配电网络、电力系统等电力配置资源,在一定程度上维持了电力的动态平衡[2]。
但是,火力发电机组在长时间的运行过程中,往往会出现低频振荡故障,影响发电稳定性[3]。
因此,本文设计了火电机组功率低频振荡控制方法,通过控制模型将低频振荡现象控制在某一区间内,在此区间再进行振荡控制,以减少低频振荡对发电的影响,在真正意义上提高火力发电厂的稳定发电性能。
1火电机组功率低频振荡控制方法设计1.1提取火电机组低频振荡特征参数火电机组发生低频振荡是多种因素共同作用的结果,在进行低频振荡控制的过程中,提取其振荡特征参数至关重要[4]。
本文假定机组功率正常运行特征值为,则低频振荡特征参数提取过程如下所示:2仿真实验为验证本文设计的控制方法是否具有实用价值,本文对上述方法进行仿真实验验证。
电力系统中的低频振荡控制技术研究
电力系统中的低频振荡控制技术研究随着电力系统的发展和扩张,系统安全稳定性问题愈发受到人们的关注。
在电力系统运行过程中,低频振荡问题是一种常见的问题。
它会导致系统的频率偏离稳定范围,甚至发生系统失稳。
因此,低频振荡控制技术的研究是电力系统稳定性保障的重要环节。
一、低频振荡的定义及成因低频振荡是指系统的频率出现周期性的波动,一般被定义为0.1到1Hz的频率范围内的振荡。
低频振荡的发生原因一般有以下几种:1. 负荷变化导致的势能变化。
系统中存在大量的发电机和负荷,当负荷发生变化时,会导致系统的势能变化,从而引起低频振荡。
2. 发电机运行状态的变化。
例如,发电机的机械势能一旦发生变化,就会相应地改变其电势能,引起系统的振荡。
3. 系统不稳定状态下的振荡。
例如,由于电力系统的阻尼不足或系统电视不协调,导致系统出现不稳定的振荡状态。
二、低频振荡控制技术的研究低频振荡控制技术的研究应当从两个角度来考虑:一是从电力系统建模与仿真角度出发进行理论研究;二是从控制方式和实际应用角度出发,实现低频振荡控制,最终达到增强系统稳定性的目的。
1. 电力系统动态建模与仿真对电力系统进行动态建模,并进行仿真研究是低频振荡控制的一个重要环节。
电力系统复杂性较高,因此需要进行合理的分析和抽象,以准确描述系统运行情况。
合理的建模和仿真可以帮助研究人员在实际操作中更好地掌握系统的动态特性,从而更好地制定控制策略。
2. 低频振荡控制方式在控制方式上,低频振荡控制技术主要有以下几种:1. 离散控制。
离散控制是最常见的一种低频振荡控制方式,其中包括PID控制和模型预测控制。
2. 基于模型的预测控制。
在基于模型的预测控制方法中,研究人员首先需要进行电力系统建模,并且采用模型进行预测,最终通过控制算法进行反馈控制。
3. 基于数据的控制。
基于数据的控制方式主要是通过实时采集电力系统的数据,并通过自适应控制算法进行实时控制。
3. 实际应用低频振荡控制技术的实际应用主要表现在几个方面:1. 在新电力系统的设计和规划过程中,需要考虑系统的低频振荡问题,并采取相应的控制方法进行优化,从而避免系统失稳。
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火电机组低频振荡原因分析及仿真
摘要:火电机组在生产运行过程中会出现低频振荡故障问题,本文针对火电
机组振荡发生的原因机理、故障原因,提出了相关抑制低频振荡控制方法,并展
开仿真研究。
关键词:低频振荡;火电机组;发生成因;机理;仿真研究
在火电机组生产运行过程中,需要分析其调节系统PID参数与汽轮机调速系
统参数,深入了解火电机组有功功率振荡机理及成因,做好相关仿真研究。
一、火电机组低频振荡的发生故障问题以及成因分析
(一)故障问题
火电机组在发生低频振荡过程中需要分析其设备运行历史曲线,结合一次调
频控制回路参数,同时调取电厂端PMU历史数据,结合振荡事件发生时的机组运
行状态对振荡原因进行原因分析。
某厂#1机组在功率控制方式下进行汽轮机阀序
切换,过程中机组负荷有抖动趋势,运行人员将功率控制方式切除,改为阀控方
式下进行,同时电网频率从50.030Hz降至49.960Hz,频率波动0.07Hz,过程中
转速最大波动4.8r/min,机组负荷发生强迫性振荡,振幅高达30MW。
针对此次
故障现象及机组动作参数分析、计算该机组在低频振荡状态下的理论负荷变化量,结合有功振荡负荷变化量展开对比分析,确保二者数据近似甚至统一。
按照电网
要求,该机组调频理论动作量应该控制在5.7375MW附近,通过调取机组实际历
史趋势发现,机组实际动作负荷为30.078MW,远远超出理论动作量,造成机组负
荷发生振荡现象。
综上分析,可以初步判断该机组低频振荡发生的主要成因,大
体来讲包含两点:第一,在一次调频修正回路时回路参数过大;第二,在阀控方
式下,一次调频快速回路作用表现过强,当一次调频动作时,高调阀大幅度频繁
动作;第三,汽轮机配气曲线与实际流量特性不符,导致该机组发生低频振荡不
安全事件。
要精准确定振荡源,首先要调取电网侧运行数据,分析确定是否由于电网频
率震荡导致电源侧发生振荡现象,同时也要同步调取PMU数据,特别是对临近电
源对侧PMU数据进行分析;其次要根据汽轮机转速以及机组有功功率变化数据,
在同时间段内变化情况进行定量分析;第三要确定事故发生前是否存在软件故障、阀门卡涩等相关设备故障。
根据以上三方面分析,确定振荡现场源自于火电机组
本身内扰。
一旦火电机组出现低频振荡问题,机组在短时间内就会引发出力不平
衡问题,甚至会导致机组解列,影响电网安全稳定运行。
(二)故障发生成因
在进行原因分析过程中,首先要熟悉火电机组DEH侧功率回路控制
原理及一次调频功能原理,根据振荡曲线分析火电机组DEH侧阀门配气曲线是否
偏离实际特性,并了解机组汽轮机组一次调频的组态情况,做好参数调整工作。
在先后调取两次负荷振荡历史过程中发现,汽轮机组DEH功率控制回路中PID控
制参数作用表现较强,且汽轮机配气曲线与阀门实际特性不符,主要体现在
CV1/CV2与CV3重叠度存在严重偏离等问题。
若机组稳定运行在此工况点,极易
造成机组负荷振荡。
通过分析,确定该机组发生低频振荡的的主要成因是汽轮机配气曲线存在问题,需要对阀门间的重叠度进行优化配置,通过试验确定其合理参数。
设备方面
可以采用喷嘴调节汽轮机,协调调节汽门。
如果调节汽门未能完全开启,则需要
适当调节开启汽门,保证汽门调节具有一定重叠度。
不同类型的机组,重叠度一
般不尽相同,配气阀门重叠度通常在10%左右。
为了更精确地测试出阀门的重叠多,则需对该机组进行阀门流量特性试验,保证汽门在调节开启过程阀后压力达
到阀前压力的90%左右,此时再进行开启汽门。
汽轮机调速系统的缺陷和不稳定
是导致机组发生功率波动、振荡的重要原因,其故障点可能分部在DEH系统各个
环节,此次故障主要聚焦于DEH系统的控制部分,然而调速系统的液压以及机械
部分同样也可以导致机组的功率波动/振荡,本次故障分析以及随后进行的机组
带负荷动态试验为今后类似问题的查找和处理提供了一种思路,即汽轮机调门的
力量特性试验可以直观、较快地确定调速系统存在的问题,当机组在运行过程中
发生不明原因的波动/振荡时,可以采用类似的试验方式查找原因。
二、火电机组低频振荡故障问题的仿真试验优化策略
(一)调门流量特性仿真试验优化策略
由于安装、检修、长期运行等因素,使汽轮机调速汽门实际流量特性发生偏
离或改变,与DEH中设定的流量特性曲线不匹配,导致机组的负荷调节控制部平
稳而产生有功功率非正常波动或振荡。
目前解决该问题最有效的方法就是进行阀
门实际流量特性仿真测试,对阀门行程进行重新标定,通过阀门流量特性试验掌
握调速汽门的实际特性,解决其设定曲线与实际特性偏差问题,从而使阀门流量
与机组负荷呈线性关系,保证机组稳定运行,避免低频振荡不安全事件的发生。
通过动态试验和弗留格尔公式计算得到CV3的流量特性曲线,优化前后配汽曲线。
通过调取大量振荡趋势数据发现,在CV1/CV2与CV3之间存在重叠度与实际
特性不匹配的可能性,动态试验结果验证了该判断是正确的,CV3的提前介入造
成了机组负荷震荡,写入优化后的配气曲线,在低频振荡故障点重新进行试验,
主蒸汽流量、CV3开度与机组负荷均呈现良好线性关系。
(二)配汽方式特性仿真试验优化策略
配汽特性仿真试验是通过响应软件模拟DEH中配气特性函数生成过程,并最
终形成总流量指令与各高压调节汽门开度指令之间的关系,由于DEH控制的机组
调节汽门开度指令与反馈之间具有良好的一致性,所以配汽特性仿真试验得到的
也就是总流量指令与各高压调节汽门实际开度之间的关系;通过仿真试验,可以
尽早发现汽轮机配汽特性函数的缺陷,更方便获得在不同配汽方式下的配汽特性
曲线,可以检查阀点处高压调节汽门的动作情况,便于进行各调速汽门之间重叠
度的调整,确保写入DEH组态中的配汽特性函数的正确性,提高机组运行安全性。
三、其它现场处理策略
调节系统PID控制中的比例环节对调节速度和系统稳定性影响很大,比例较
大时,调节较灵敏,但系统稳定性较差;比例较小时,系统稳定性较好,但调节
不灵敏。
为了兼顾调节速度和系统稳定性,需要通过变负荷试验、阀切换试验等
机组试验来得到调速系统各控制回路中优选的比例系数,实现机组负荷快速稳定,抑制低频振荡事件发生。
结合低频振荡故障发生成因,分析功控回路调节参数、机组主要运行参数及
各调速汽门重叠度等因素,任何一项参数设置不合理均有可能造成机组有功波动
或振荡不安全事件发生。
为此,要求运行人员加强监盘,即在负荷振荡初期实施
变负荷操作,避开调速汽门重叠区,等待负荷稳定以后再进行原因分析并加以处理。
再者,电厂火电机组也需要展开阀门流量特性试验,保证高调阀门流量特性
曲线能够与机组实际特性相互匹配,确保机组与电网安全稳定运行[1]。
总结:
综上,电厂火电机组、汽轮机组在低频振荡影响作用下容易导致电力系统运
行不安全。
因此需要对机组特性进行调节,优化控制品质对电力系统低频振荡产
生重要影响,建立系统仿真模型以及优化机制,确保最终达到预期生产目标,彻
底解决低频振荡故障问题。
参考文献:
[1] 郑恒,韩宝军,王煦,等. 超超临界机组低频振荡原因分析及抑制措施[J]. 电力与能源,2021,42(1):115-118.
[2] 张宝,丁阳俊,顾正皓,等. 基于抑制电力系统低频振荡的火电机组控制
方式优化[J]. 中国电力,2020,53(2):137-141,149.
[3] 魏蒙希,邓伟,王旭. 超低频振荡机理分析与研究[J]. 电工技
术,2020(21):1-4.。