神华神东电力公司店塔发电厂原动机及其调节系统模型参数测试方案

PAGE12-神华神东电力公司店塔发电厂原动机及其调节系统模型参数测试方案中国电力科学研究院电力系统研究所2015年7月批准：卜广全审核：何凤军编写：肖洋

目录1试验目的 -3-2编制依据 -3-3试验内容 -3-4发电机组原动机及其调节系统参数 -4-4.1机组信息 -4-4.2原动机参数 -4-4.3调速系统参数 -5-4.3.1调速系统基本参数 -5-4.3.2调速系统模型框图 -5-4.4协调系统(CCS)参数 -6-4.4.1协调系统基本参数 -6-4.4.2协调系统模型框图 -6-5试验仪器、测点及接线 -6-5.1试验仪器 -6-5.2试验测点清单 -7-5.3试验接线 -7-6试验方法及相关条件 -8-6.1静态试验 -8-6.1.1电液控制系统（DEH）控制环节参数校核 -8-6.1.2协调控制系统（CCS）控制逻辑校核 -8-6.1.3高调门动作特性测试 -8-6.2动态试验 -9-6.2.1DEH阀控方式总阀位指令阶跃 -9-6.2.2DEH功率闭环频率扰动试验 -9-6.2.3CCS功率闭环频率扰动试验 -10-6.2.4机组甩负荷试验（选做） -10-7安全技术措施 -10-8试验单位及人员 -11-

1试验目的对于电力系统来说，无论是计算分析、规划运行或控制保护都必须建立在准确可信的数学模型的基础上，这些数学模型包括：发电机，励磁系统，原动机及调节系统以及综合负荷模型等。尤其是我国正在进行“西电东送、南北互供和全国联网”工程，即将形成全国统一大电网，这对电力系统稳定性控制提出了更高的要求。调速系统作为电力系统中的一个重要环节，对于承担系统的调频、调峰任务，维护系统的稳定和提高电能质量都起着非常重要的作用。目前电网稳定计算分析中采用的调速器模型多为早期缓冲式调速器的数学模型，模型参数也一直沿用计算程序本身的典型参数，这种状况对电网的相关分析计算带来较大误差。开展对发电机组调速系统的参数实测工作，并通过对调速器数学模型的研究和仿真计算，建立更为准确的调速系统的计算模型，为电力系统的中长期稳定性仿真分析提供真实可靠的数据。本次模型参数测试工作包括：1、收集原动机、调速器、协调系统、发电机及励磁系统参数。2、现场测试，通过现场试验尽可能多的获得该机组原动机及其调节系统的实测参数和特性。3、利用实测数据和设备厂家提供的原始数据计算出电力系统稳定计算（精确模型）中原动机及其调节系统模型和参数。4、依据实测的原动机及其调节系统特性，通过仿真计算，最终获得与本机实际特性相符的电力系统稳定计算模型和参数。2编制依据本方案参照《同步发电机原动机及其调节系统参数实测与建模导则》有关要求编制。3试验内容神华神东电力公司店塔电厂机组为660MW汽轮发电机组，采用哈尔滨电机厂生产的发电机和汽轮机，电液控制系统（DEH）由美国EMERSON公司的OVATION型集散控制系统公司提供，协调控制系统（CCS）由神华和利时信息技术有限公司提供。原动机及其调节系统建模试验主要测试项目如下：（1）静态试验：a、电液控制系统（DEH）控制环节参数校核b、协调控制系统（CCS）控制逻辑校核c、高调门动作特性测试（2）动态试验：a、DEH阀控方式总阀位指令阶跃；b、DEH功率闭环频率扰动试验c、CCS功率闭环频率扰动试验d、机组甩负荷（选作）其中第一大项静态试验是在停机状态（锅炉停炉、管道无汽压、机组冷态）下进行，第二大项动态试验是在并网，机组稳定运行在稳燃负荷以上，所有保护均正常投入的情况下进行。4发电机组原动机及其调节系统参数4.1机组信息厂站名：神华神东电力公司店塔电厂机组调度编号：发电机制造厂：哈尔滨电机厂发电机型号：QFSN-660-2发电机额定视在功率：733.33MVA发电机额定有功功率：660MW发电机额定功率因数：0.94.2原动机参数原动机制造厂 原动机型号 原动机额定功率 原动机最大功率Pmax MW高调门最大开度UMax % 高调门最小开度UMin %. 高压汽室容积时间常数Tch秒再热器容积时间常数Trh秒交叉管时间常数Tco秒高压缸功率比例FHP p.u. 中压缸功率比例FIP p.u. 低压缸功率比例FLP p.u. 机组转动惯量(高、中、低压缸及发电机)GD2 t·m2（或kg.m2）4.3调速系统参数4.3.1调速系统基本参数调速系统制造厂 调速系统类型 调速器型号 一次调频死区Erpm转速不等率δ%控制环节参数设置（根据现场设置值收资）：比例、积分、微分、前馈4.3.2调速系统模型框图图4-1神华神东电力公司店塔发电厂#2机DEH控制系统框图（注：请厂家用实际模型框图替换此框图）4.4协调系统(CCS)参数4.4.1协调系统基本参数协调系统制造厂 协调系统类型 协调系统型号 一次调频死区Erpm转速不等率δ%控制环节参数设置（根据现场设置值收资）：比例、积分、微分、前馈4.4.2协调系统模型框图图4-1神华神东电力公司店塔发电厂#2机CCS控制系统框图（注：请厂家用实际模型框图替换此框图）5试验仪器、测点及接线5.1试验仪器试验仪器如下：表5-1试验测试仪器仪器名称生产厂家备注WFLC-VI电量记录分析仪中国电力科学研究院波形记录与分析FLC_VI转换器中国电力科学研究院信号转换TEK信号发生器TEK公司模拟转速信号其他常规仪器如万用表等CEPRI电厂提供5.2试验测点清单试验测点清单如下：表5-1试验测点清单序号测点名称备注1机组功率功率变速器，或PT、CT2机组转速转速传感器3DEH总阀位指令输出DEH模出信号4高压调门位移反馈位移传感器5汽包压力DAS信号6主汽门后压力DAS信号7调节级压力DAS信号8冷端再热器入口压力DAS信号9热端再热器出口压力DAS信号10中排压力DAS信号11DEH频差值DEH模出信号12DEH功率环PID输出DEH模出信号13CCS频差值CCS模出信号14CCS功率环PID输出CCS模出信号注：如果需要对CCS系统进行静态PID校核，则需要13、14测点。5.3试验接线图6-1试验接线图注：（1）对于组态输出的信号，如果没有足够的备用通道，可以根据试验进展情况有选择的接入。（2）试验人员在进行静态试验时，要落实好动态试验的测点和接线，以保证动态试验能够顺利开展。（3）信号的刷新频率要尽可能快，且要尽可能从传感器引接信号，刷新速度最慢不能低于点/100ms（主要针对可能需要通过AO输出的压力信号而言），以为建模提供尽可能精确的数据。6试验方法及相关条件6.1静态试验试验条件：（1）DEH调试完毕；（2）锅炉停炉、管道无汽压、机组冷态；（3）润滑油、抗燃油系统（包括蓄能器）工作正常；（4）机组具备挂闸条件，且油温、油压在正常范围内。（5）在接线全部完成的情况下，静态试验需要3~6小时时间。6.1.1电液控制系统（DEH）控制环节参数校核试验方法（1）将PID环节（重点为负荷控制回路）单独设置为P、I、D环节，及PI、PD、PID环节。（2）强制PID环节的输入量，测取PID环节的输出量。（3）强制一次调频环节的频差输入量，测取一次调频环节的输出量。6.1.2协调控制系统（CCS）控制逻辑校核试验方法（1）通过改变CCS控制系统各环节的输入量，录取该环节的输出量，对CCS控制逻辑进行校核。（2）与CCS厂家人员或现场调试人员查看CCS逻辑和参数配置，获取详尽并准确的资料。6.1.3高调门动作特性测试试验方法：在DEH端子柜加3000r/min的转速模拟信号（或强制该信号），并模拟机组的并网状态。在调门单阀和顺序阀方式各进行两次如下试验。（1）手动方式下，分别进行总阀位指令90%，50%，20%，5%，2%阶跃，也可根据现场录波情况灵活调整阶跃量。（2）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：总阀位指令，高调门CV1~CV4的阀位反馈。6.2动态试验试验条件：（1）AGC功能退出。（2）调速系统工作正常，机组并网并已经稳定运行在稳燃负荷以上；（3）DEH及CCS各运行方式可以正常投入、运行稳定及无扰切换，调节品质满足要求；（4）一次调频功能可以正常投入；（5）试验期间尽量维持主汽压力在额定值附近；（6）机组的各项保护正常投入。（7）在接线全部完成的情况下，动态试验需要2~4小时时间。6.2.1DEH阀控方式总阀位指令阶跃试验方法：（1）将DEH运行方式切换至阀控方式，进行总阀位指令的上、下阶跃，控制阶跃量，使得阶跃引起的负荷变化不超过10%的额定负荷。若DEH阀控方式下可以投入一次调频功能，也可以通过一次调频功能进行该项试验。（2）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（3）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令，频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。6.2.2DEH功率闭环频率扰动试验试验方法：（1）并网状态下，DEH投功率闭环运行，CCS退出。（2）通过强制DEH一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。根据现场情况，可以进行5转左右的频差扰动。（3）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（4）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令，频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。6.2.3CCS功率闭环频率扰动试验试验方法：（1）并网状态下，CCS投功率闭环运行。（2）通过强制一次调频环节的频差输入，对机组进行频率扰动试验。根据现场情况，可以进行5转左右的频差扰动。须注意CCS和DEH一次调频环节的配合情况。（3）进行阶跃试验时，运行人员尽量维持主汽压力稳定。一次阶跃后须等待机组运行状况稳定，方可以进行下一次阶跃试验。（4）以3200Hz的采样频率，记录整个过程中以下参数的变化情况：功率、总阀位指令，频率（频差）、高调门位移反馈、汽包压力、主汽压力、调节级压力、冷再压力、热再压力、中排压力。6.2.4机组甩负荷试验（选做）试验方法：（1）根据电厂安排，在进行