抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法，包括以下步骤：将定子冷却水温度设定值SP，加上启、停冷却风机对所述设定值的修正量△SP，得到计算值A；将定子冷却水过程值PV减去所述计算值A得到温度偏差信号△t；将△t输入所述PID控制器，PID控制器基于预设的控制参数，计算PID运算输出量u;将所述PID运算输出量u作用于定子冷却水温度调节阀，调节定子线圈冷却水的进水温度。本发明专利技术控制方法可保证定子冷却水温度维持较高的控制精度，抑制系统内扰，提高调相机运行稳定性，并能减少减温水调节阀的频繁动作，延长温度调节阀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法
本专利技术属于热工自动控制
，具体是一种抑制启、停冷却风机对调相机定子冷却水温度影响的控制方法。
技术介绍
近年来，特高压输电系统引起了电网特性的变化。由于常规电力和电子设备响应速度慢，在故障期间无法快速为系统提供足够的无功支持，导致系统电压稳定度降低，调相机固有的无功输出特性恰好可以弥补这个缺点。因此，调相机在“大电网”时代重获启用。调相机系统的常规控制策略需要专业的运行维护队伍和更多的人力资源，而电网对旋转设备和热力系统的技术储备相对不足。为了解决上述矛盾，需要实现少人值守功能，提高调相机主辅机设备控制策略的自动化水平，在保证系统正常运行的前提下，保持系统在最优区间运行。本专利技术设计主要是针对双水内冷调相机定子冷却系统的自动控制做出的研究。调相机定子冷却水系统的主要作用是：向线圈不间断的供水，使定子线圈得到冷却，维持定子线圈温度在允许范围内。调相机定子冷却水系统的工作原理大致为：定子冷却水进入定子线圈，以带走热量冷却线圈，从定子线圈出来的高温冷却水在换热器中与外冷水介质进行换热降温，以维持其冷却能力，降温后的冷却水通过管路再回到定子线圈中，构成循环的冷却系统。调相机加装工程依托于换流站或变电站。针对所述外冷水，换流站用水量较小，一般采用自来水作为冷却介质。但由于外冷水缓冲水池蒸发面积较小，自然蒸发冷却模式需要搭配强制相变吸热(通过冷却风机联动实现)才能满足冷却要求。强制相变吸热模式通过联锁启动冷却风机，增加液态水相变成气态水的量来促进吸热，从而快速降低外冷水温度，短时提高外冷水冷却能力进而满足调相机热交换要求。调相机定子冷却系统设有自动水温调节器，核心部件由温度调节阀构成，其通过开度调节外冷水在换热器中的进水流量，以实现对换热器定子冷却水端口的出水温度，或者说定子线圈进水温度的调节，使之保持基本稳定。定子线圈内的冷却水的进水温度为45℃，温度波动范围不宜超过±3℃，出水温度不得大于80℃，传统控制方式如图1所示，PID控制器根据温度变送器反馈的进水温度测量值和定子冷却水进水温度给定值对所述温度调节阀进行控制，以实现对定子线圈冷却水进水温度的调节。然而针对上述传统控制方式，冷却风机的频繁启动是一种偶发性的内部扰动，该扰动会造成外冷水温度的波动，进而造成定子冷却水温度的波动。尤其是夏季高温天气下，该扰动发生的频次增加，会造成冷却水调节阀开度指令的持续大幅振荡(如图2所示)。上述振荡从自动品质角度来说是不稳定的，增加调节阀故障发生的概率，并且对于调相机定子线圈寿命也存在不利影响。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于：优化调相机定子冷却水温度控制策略，提供一种能够在外冷水温度快速变化时，既能使定子冷却水温度调阀控制响应定子冷却水变化进行连续偏差调节，又能快速响应外冷水水汽相变吸热的温度变化，从而保证定子冷却水温度维持小幅波动，稳定定子冷却水温度，有效抑制系统内扰，提高调相机运行稳定性的定子冷却水温度优化控制方法。为达成上述技术目的，本专利技术提供的技术方案为：一种抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法，用在定子冷却系统的PID控制器对定子冷却水温度调节阀的控制中，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1,将定子冷却水温度设定值SP，加上启、停冷却风机对所述设定值的修正量△SP，得到计算值A；步骤S2，将定子冷却水过程值PV减去所述计算值A得到温度偏差信号△t，所述定子冷却水过程值PV即定子冷却温度的实际测量值；步骤S3，将△t输入所述PID控制器，PID控制器基于预设的控制参数，计算PID运算输出量u；步骤S4，将所述PID运算输出量u作用于定子冷却水温度调节阀，调节定子冷却水的进水温度；上述步骤S1中：启、停冷却风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP由基于实际微分的动态前馈技术确定，修正量△SP为：△SP＝(△SP+)-(△SP-)式中，△SP+为停风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP+，△SP-为启风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP-；(△SP+)＝STEP+(△SP-)＝STEP-所述STEP+为停止风机时，针对从0到D的阶跃变化所选定的实际微分模块；所述STEP-为启动风机时，针对从0到C的阶跃变化所选定的实际微分模块；其传递函数分别为：上式中，Td为停止风机时的微分时间，TC为启动风机时的微分时间，S为拉普拉斯算子；Td＝50～70sec，D＝4～6；TC＝250～350sec，C＝2～5。在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：进一步的，设置PID控制器的控制参数中比例增益Kp的值为第一预设值B1、积分时间Ti的值为第二预设值B2、微分系数Kd的值为第三预设值B3。进一步的，比例增益Kp的预设值B1为0.1～0.2，积分时间Ti的预设值B2为20～30s。进一步的，所述第三预设值B3的值为0。有益效果：本专利技术控制方法能够在机械通风冷却塔的冷却风机联锁启、停时，既使减温水调节阀响应调相机内部产热变化，对定子冷却水温度进行连续偏差调节，又能快速响应由于风机启、停造成大幅水汽相变吸热引起的外冷水温度剧变，保证定子冷却水温度维持较高的控制精度，抑制系统内扰，提高调相机运行稳定性，并能减少减温水调节阀的频繁动作，延长温度调节阀的使用寿命。附图说明图1为传统的定子冷却水温度单回路控制方式的原理图；图2为单回路调节方式下的定子冷却水温度调节品质的示意图；图3为本专利技术控制方法的流程图；图4为本专利技术控制方法的原理图。具体实施方式为阐明本专利技术的技术方案和工作原理，下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。如图3、图4所示的一种抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法，用在定子冷却水系统的PID控制器对定子冷却水温度调节阀的控制中，所述定子冷却水温度调节阀安装在换热器外冷水的输水管道上，通过调节换热器中外冷水的进水流量，实现对定子线圈冷却水进水温度的调节。本实施例控制方法的具体过程包括以下步骤：步骤S1，将定子冷却水温度(定子线圈冷却水进水侧的温度)设定值SP，加上启、停冷却风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP，得到计算值A；所述修正量△SP由基于实际微分的动态前馈技术确定，以抵消启风机时的温度骤降或停风机时的温度突升，从而抑制启、停冷却风机过程对定子冷却水温度的影响。启、停冷却风机对温度设定值的修正量△SP为：△SP＝(△SP+)-(△SP-)式中，△SP+为停风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP+，△SP-为启风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP-(△SP+)＝STEP+(从0到D的阶跃变化)停风机时(△SP-)＝STEP-(从0到C的阶跃变化)启风机时STE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法，用在定子冷却系统的PID控制器对定子冷却水温度调节阀的控制中，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1,将定子冷却水温度设定值SP，加上启、停冷却风机对所述设定值的修正量△SP，得到计算值A；/n步骤S2，将定子冷却水过程值PV减去所述计算值A得到温度偏差信号△t，所述定子冷却水过程值PV即定子冷却温度的实际测量值；/n步骤S3,将△t输入所述PID控制器，PID控制器基于预设的控制参数，计算PID运算输出量u；/n步骤S4，将所述PID运算输出量u作用于定子冷却水温度调节阀，调节定子线圈冷却水的进水温度；/n上述步骤S1中：/n启、停冷却风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP由基于实际微分的动态前馈技术确定，修正量△SP为：/n△SP＝(△SP+)-(△SP-)/n式中，△SP+为停风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP+，△SP-为启风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP-；/n(△SP+)＝STEP+/n(△SP-)＝STEP-/n所述STEP+为停止风机时，针对从0到D的阶跃变化所选定的实际微分模块；/n所述STEP-为启动风机时，针对从0到C的阶跃变化所选定的实际微分模块；/n其传递函数分别为：/n...

【技术特征摘要】
1.一种抑制启停冷却风机对调相机定子冷却水温影响的控制方法，用在定子冷却系统的PID控制器对定子冷却水温度调节阀的控制中，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1,将定子冷却水温度设定值SP，加上启、停冷却风机对所述设定值的修正量△SP，得到计算值A；
步骤S2，将定子冷却水过程值PV减去所述计算值A得到温度偏差信号△t，所述定子冷却水过程值PV即定子冷却温度的实际测量值；
步骤S3,将△t输入所述PID控制器，PID控制器基于预设的控制参数，计算PID运算输出量u；
步骤S4，将所述PID运算输出量u作用于定子冷却水温度调节阀，调节定子线圈冷却水的进水温度；
上述步骤S1中：
启、停冷却风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP由基于实际微分的动态前馈技术确定，修正量△SP为：
△SP＝(△SP+)-(△SP-)
式中，△SP+为停风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP+，△SP-为启风机对定子冷却水温度设定值的修正量△SP-；
(△SP+)＝STEP+
(△SP-)＝STEP-
所述STEP+为停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫庆，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32