用于对水电站进行初级调整的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对水电站进行初级调整的方法，该水电站具有-双调整涡轮机，-至少一个第一促动器，-至少一个第二促动器，其中根据接收所产生的电功率的电网的网络频率的实际值来校准第一和第二促动器用于影响涡轮机功率，以达到网络频率的目标值。本发明专利技术的特征在于，第一促动器只以定义预设的作动步距移动，并且然后-通过调节第二促动器来实现到网络频率目标值的调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细定义的类型的。
技术介绍
水电站在普遍的现有技术中是已知的。这些水电站利用在所谓的上层水和所谓的下层水之间的高度差，在水从上层水流向下层水时将其引导经过涡轮机。由高度差而产生的压力差在涡轮机的范围内被转换成机械能。涡轮机然后驱动发电机，发动机将机械能转换成电能，以便为用电器提供电能。这样典型地使用水电站，即将在水电站的范围内产生的电功率提供给电能供给网。现在是，通常电能供给网典型地具有预设的网络频率。为了确保网络的功能，重要的是，将该网络频率保持在某个预设限度内。为此这样调节所馈送的电能，使得它有助于稳定的电网频率。在电站技术中，这就是所谓的初级调整。现在典型地这样实现在水电站的范围内的初级调整，即为了影响在涡轮机上的电功率而根据网络频率的实际值来校准促动器用于影响涡轮机功率，以便达到网络频率的目标值。这种方法在普遍的现有技术中是已知的。它需要涡轮机具有相应的促动器，以便能满足在涡轮机上进行初级调整的需求，可以利于相对多个以时间单元为单位的作动运动来校准该促动器。对于所谓的双调整的涡轮机而言，可以特别有效和准确地在水涡轮机的范围中使用促动器。这种涡轮机例如可以是冲击式水轮机或自由喷射涡轮机，其中，存在所谓的转向器作为促动器，其使得朝向涡轮机的自由射束至少部分地以影响功率，而另一方面存在喷嘴作为第二促动器，它相应地影响自由射流的流体横截面。双调整的涡轮机的另一种非常常见的例子特别是轴流式水轮机，其具有可调节涡轮叶片或翼作为第一制动器，并且其典型地具有带有导向叶片的导向装置作为第二促动器。在正常情况下，叶轮叶片和导向叶片的作动运动都通过所谓的“最佳关联”相耦联。这保证了可以一直仅仅这样实现这两个促动器的彼此设定，从而达到了轴流式水轮机的最优效率。因此，所谓的最佳关联描述了第一和第二促动器的作动运动的效率最优化的强制耦联。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在使用双调节的涡轮机用于在水电站中进行初级调整时，在高控制精度时，实现了轴承和该系统的机械促动器的长使用寿命。根据本专利技术，此目的通过权利要求1的特征部分提到的特征来实现。根据本专利技术的方法的其他有利的构造由与此相关的从属权利要求来实现。根据本专利技术的方法提出，第一个促动器只以定义预设的作动步距移动，并且通过第二个促动器来实现到网络频率的目标值的调整。本专利技术主要以第一个促动器仅仅以预设的步距来移动为基础。这个步长因此根据一个优选的改进方案中大于第一促动器总作动路径的0.25%,优选为在总作动路径的0.5%到5%之间。这种将第一促动器调整了一个相对较大的预设步的情况然后需要对第二促动器进行再调整或调节，用于基于涡轮机的设定功率而理想地达到网络频率的目标值。根据本专利技术的该方法因此能够实现效率方面的最小损失。然而，通过本专利技术的方法，能够达到至少是第一促动器的较少的作为运动，这些作动运动除此之外有一个较长的作动路径。通过减少作动运动的数量，已经实现了限制地减轻轴承和机械促动器的载荷，以便在此可以实现在很大程度上提高延长的使用寿命，或者，在相同的使用寿命时，可以对于第一促动器使用明显更简单和更便宜的轴承。除此之外，单独的作动运动较大。由此，会显著改善润滑或者在使用滑动轴承液力时形成润滑膜的可能性。这在轴承结构相同时对于使用寿命具有积极作用，或者在期望的使用寿命相同时对于轴承进行的有可能的简化也具有积极作用。在平均效率损失明显小于0.1 %时，在相应的尝试中，能够实现将第一促动器的作动运动减少了 10至20倍。在模拟和测量中，效率损耗往往几乎是O%，甚至在个别情况下会检测到极小的效率升高。关于结构，可以由此得到较高的使用寿命，或正如已经提到的，在使用寿命相同时实现对轴承进行的显著简化。这在结构消耗、安装空间、重量和成本方面都具有优势。在根据本专利技术的方法的一个特别适合和有利的改进方案中提出，根据涡轮机或由涡轮机和发电机组成的机组的当前工作点预设作动步距。这种根据涡轮机工作点的作动步距大小的变化实现了在作动运动数量最小时的非常高质量的调整。在根据本专利技术的方法的另一个特别合适和有利的构造中进一步提出，对于必须使第一促动器移动多于一个作动步距的情况，取消对所定义的作动步距进行的预设，并且一次性地达到第一促动器的新位置。根据本专利技术的方法对于特殊情况、即第一促动器的待预期的作动运动大于当前有效地步距，也提出取消根据本专利技术的此方法。在上面已经提到的轴流式水轮机的实例将意味着，然后再一次产生所谓的最佳关联，使得第一促动器以唯一一次性的、即在唯一的运动中经过所需的总步距。随后，只要待预期的作动运动小于或者等于作动步距，则根据本专利技术的方法就再次有效。根据本专利技术的方法具有特别的优点，以避免大量的小作动步距，并且通过设定所定义步距值来相应地减少作动步距。然而如果出现第一促动器所需的移动路径过大时，取消根据本专利技术的方法会是特别有效和有利的，以阻止更多紧密连续的作动步距并以唯一一次性地经过所要求的作动值。在一个根据本专利技术的方法的有利的构造中还提出，在网络频率的实际值被用作用于调节或移动第一和第二促动器的输入变量之前，利用电子滤波器过滤对其进行过滤。这样的电子滤波器可以以有利的方式被使用，以便使网络频率的信号噪声最小化。联系根据本专利技术的构思、即第一促动器仅以定义预设的作动步距移动，那么仍进一步地使所需的作动运动的数量最小化，而并不会由此影响初级控制的质量。在该方法的根据本专利技术的设计一个特别有利的改进方案中还提出，该电子滤波器设计为具有滑动死区的死区滤波器。特别地，这种具有滑动死区的死区滤波器实现了对噪声的非常有效的过滤，这是因为滑动死区滑动地跟随实际信号的平均值，围绕它通过死区过滤掉噪声。这实现了将所需的作动运动特别有效地最小化。在其中的另一个特别适合和有利的设计中进一步提出，确定死区滤波器的输入信号的梯度和振幅改变，其中在梯度大于预设的限定值并且在振幅改变也大于预设的限定值时，将死区滤波器暂时取消。通过该附加的方法技巧实现了对具有滑动死区的死区滤波器的进一步优化。一旦记录了该信号的非常强的变化，这些改变伴随着输入信号一个非常高的梯度，就将死区过滤暂时取消，使得因此对于非常强的动态变化能够快速反应。由于滑动死区总是会引起一定的延时，这个根据本方法的设计是非常适合的，即对于例如网络频率的急剧增加或减少快速地反应。在其中的一个特别有利的改进方案中进一步提出，只要取消死区滤波器，还是可以通过电子滤波器来实现噪声抑制。因此可以这样设计优化的死区滤波器的电子滤波，即当将死区滤波器取消时，例如通过一个积分器来抑制信号噪声，以保证即使在这些情况下也快速、可靠和准确地调节。根据本专利技术的方法的其他有利的设计方案还由其剩余的从属权利要求得出。此夕卜，根据参照附图详细描述的实施例来对这些设计方案加以说明。【附图说明】在此示出:图1是一个水电站的与本专利技术相关的部段的原理图；和图2是网络频率以及作为调整输入参量的实际值的测出的变化曲线，由网络频率产生该实际值并对其进行了滤波。【具体实施方式】在图1的描述中可以识别出一个水电站I的与本专利技术相关的部段，水电站并没有在其整体性方面被示出。机组2构成了所示出的部段的核心，该机组包括一个发电机3以及一个轴流式水轮机4。发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对于水电站（1）进行初级调整的方法，所述水电站具有1.1双调整的涡轮机（4）1.2至少一个第一促动器（叶轮叶片6）1.3至少一个第二促动器（导向叶片7），其中1.4根据接收所产生的电功率的电网（12）的网络频率的实际值（A）来校准所述第一促动器和所述第二促动器（6，7）用于影响涡轮机功率，以达到所述网络频率的目标值，其特征在于，1.5所述第一促动器（6）只以定义预设的作动步距移动，并且，随后1.6通过调节所述第二促动器（7）实现到所述网络频率的所述目标值的调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.07 DE 102011115034.31.一种用于对于水电站(I)进行初级调整的方法，所述水电站具有 1.1双调整的涡轮机(4) 1.2至少一个第一促动器(叶轮叶片6) 1.3至少一个第二促动器(导向叶片7)，其中 1.4根据接收所产生的电功率的电网(12)的网络频率的实际值(A)来校准所述第一促动器和所述第二促动器(6，7)用于影响涡轮机功率，以达到所述网络频率的目标值， 其特征在于， 1.5所述第一促动器(6)只以定义预设的作动步距移动，并且，随后 1.6通过调节所述第二促动器(7)实现到所述网络频率的所述目标值的调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一促动器(6)的所述作动步距预设具有所述第一促动器(6)的总作动路径的最少0.5%、优选为在所述总作动路径的0.5%到5%之间的值。3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，根据所述涡轮机(4)当前的工作点预设所述作动步距。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，对于必须使所述第一促动器(6)移动多于一个作动步距的情况，取消对所定义的所述作动步距进行的所述预设，并且一次性地达到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文·布劳泽韦特，托马斯·凯歇勒，沃尔夫冈·克勒，曼弗雷德·施图默尔，
申请(专利权)人：沃依特专利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE