一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法，包括开机阶段：将喷嘴开机模式设置为单喷嘴开机和双喷嘴开机两种模式，两种开机模式可自由切换；运行阶段：将运行阶段的喷嘴数量切换模式设置为2

【技术实现步骤摘要】
一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法


[0001]本专利技术属于水电站喷嘴控制
，特别涉及一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法。

技术介绍

[0002]20世纪中期，我国冲击式水轮机发展缓慢，无论是单机容量还是喷嘴数，均与国外先进水平有着较大差距。据不完全统计，国内生产的冲击式水轮发电机组仅300余台，单机容量小，喷嘴数少。我国建设的第1座高水头单机容量最大的云南以礼河水电厂所安装的冲击式水轮发机组及调速器均为捷克斯洛伐克列宁工厂生产。早期，冲击式水轮机调速器大都是机械液压型，各喷嘴和折向器的协同工作靠机械传动杆件传递，或是将反击式水轮机调速器略加改制替用。直到20世纪末，随着高水头电站的大力开发与应用，我国冲击式水轮机向着大容量、多喷嘴方向发展，适应高水头冲击式水轮机组控制特性的专用调速器应运而生，且技术发展迅速。
[0003]现用调速系统采用双控制器互为冗余结构、多喷嘴独立控制及同步技术、喷嘴
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折向器协同控制、数字阀和比例阀控制相结合的控制方式，适用于小、中、大、特大型冲击式（机组）调速系统。控制器采用M340系统控制器，其CPU为：BMXP342020；输入输出模块为BMXDDI6402K、BMXDDO6402K;模入模出模块为：BMXAMI0800、BMXAMO0400，高速计数模块为：BMXEHC0200。其软件为UNITY PRO 13.0专用软件，控制程序为专门开发的模块化控制程序。
[0004]工控机采用TPC1550系列，实时监控软件为ISEEZ软件，能实时监控机组运行状态、数据采集、事件故障记录、操作记录、参数修改、实时数据记录及历史数据查询、数据的保存打印、故障的智能判断。
[0005]执行机构比例阀采用进口的伺服比例阀，由控制器直接输出控制信号至伺服比例阀以驱动伺服比例阀动作从而控制喷嘴接力器的行程，实现喷嘴水流大小的调节进而调节机组频率和功率输出。MGC7000电气原理图如图1所示。常规调速系统的PID运算采用导叶开度方式，MGC7000系统采用流量计算为标准，然后将流量分配至每个喷嘴进行频率控制和负荷调整。采用流量标称的方式，通过主机厂家提供的数据将每个喷嘴开度换算成对应机组流量，通过PID算法计算流量的大小来调整机组转速和负荷
[3]。
[0006]现用调速器系统开机采用单喷嘴开机，并网后自动切换成双喷嘴运行，根据调节机组出力计算流量大小，再根据实际流量大小，确定喷嘴运行个数然后再按照机组出力的调节方向控制喷嘴运行方式的切换。
[0007]起初，国内高水头冲击式水电站调速器电气控制部分采用某外资企业技术，但随着时间的推移以及多年的运行经验，逐渐走向国产化，并将遇到的一些问题进行深入研究。
[0008]1、目前的单喷针开机方式，开机时间较长，开机过程中机组振动较大；2、机组目前的喷嘴运行模式单一，在丰水期、大负荷运行期间不能满足负荷调节快速、稳定的需求；3、实际运行中，喷嘴切换时负荷波动大，震荡时间长，调整速率慢，制约AGC调节速
率，常常因此导致AGC性能不满足调控单位要求，考核电量较多，使企业蒙受较大损失。

技术实现思路

[0009]针对
技术介绍
中提到的问题，本专利技术的目的是提供一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法，以解决现有高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制存在开机时间较长、开机振动较大，且在大负荷运行时无法满足快速、稳定的负荷调节的问题。
[0010]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法，包括如下步骤：步骤1、开机阶段：将喷嘴开机模式设置为单喷嘴开机和双喷嘴开机两种模式，两种开机模式可自由切换，所述单喷嘴开机模式为机组开机时只开启1个喷嘴，所述双喷嘴开机模式为机组开机时同时开启2个喷嘴，且同时开启的2个喷嘴相互对称；步骤2、运行阶段：将运行阶段的喷嘴数量切换模式设置为2
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6模式和2
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6模式，所述2
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6模式为喷嘴数量依次由双喷嘴切换成三喷嘴运行、三喷嘴切换成四喷嘴运行、四喷嘴切换成六喷嘴运行的切换控制模式，所述2
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6模式为喷嘴数量依次由双喷嘴切换成四喷嘴运行、四喷嘴切换成六喷嘴运行的切换控制模式，且每次增加的两个喷嘴处于对称位置。
[0011]进一步地，作为优选技术方案，当机组处于空转或空载时，喷嘴模式可在单喷嘴运行模式与双喷嘴运行模式之间自由切换，所述单喷嘴运行模式为机组运行时只开启1个喷嘴，所述双喷嘴运行模式为机组运行时开启两个喷嘴，且两个喷嘴相互对称。
[0012]进一步地，作为优选技术方案，所述双喷嘴开机时的喷嘴启动开度预设为双喷嘴15%，空载开度约为2.5%。
[0013]进一步地，作为优选技术方案，当处于丰水期或大负荷运行时间段时，机组采用2
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6的喷嘴切换模式。
[0014]进一步地，作为优选技术方案，在喷嘴切换过程中同时进行喷嘴故障判断，当检测到某个喷嘴出现故障时，退出该喷嘴以及与该喷嘴位置对称的喷嘴，并启用下一个备用喷嘴以及与该备用喷嘴位置对称的喷嘴，同时发出故障报警。
[0015]综上所述，本专利技术主要具有以下有益效果：一、本专利技术采用双喷嘴自动开机，相比于单喷嘴自动开机而言，频率上升速度更快，能够有效缩短开机时间，同时还能有效降低机组开机过程中的振动。
[0016]二、本专利技术创新地采用了2
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6的喷嘴切换模式应对丰水期大负荷运行，即双喷嘴直接切换成四喷嘴运行、四喷嘴切换成六喷嘴运行，虽然牺牲少量的能效，但机组的调节速率和调节质量得到大幅提升，完全能满足电网市场化相关要求，有效降低了不合格电量的产生。
[0017]三、本专利技术采用2
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6的喷嘴切换模式，喷嘴的切换为对称切换，喷嘴在切换过程中的扰动得到抑制，喷嘴在开关时的超调量明显降低，AGC整体响应速率变快。
[0018]四、本专利技术实现了单、双喷嘴开机方式的切换，保留的单喷嘴运行方式喷嘴开度相对较大，可以在长时间空载运行时，有利于转速精确控制。双喷针开机提高开机速度，减小开机振动。
附图说明
[0019]图1是现用调速器系统电气原理图；图2是水轮与喷嘴的位置关系示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1本实施例所述的一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法，包括如下步骤：步骤1、开机阶段：将喷嘴开机模式设置为单喷嘴开机和双喷嘴开机两种模式，两种开机模式可自由切换，所述单喷嘴开机模式为机组开机时只开启1个喷嘴，所述双喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、开机阶段：将喷嘴开机模式设置为单喷嘴开机和双喷嘴开机两种模式，两种开机模式可自由切换，所述单喷嘴开机模式为机组开机时只开启1个喷嘴，所述双喷嘴开机模式为机组开机时同时开启2个喷嘴，且同时开启的2个喷嘴相互对称；步骤2、运行阶段：将运行阶段的喷嘴数量切换模式设置为2
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6模式和2
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6模式，所述2
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6模式为喷嘴数量依次由双喷嘴切换成三喷嘴运行、三喷嘴切换成四喷嘴运行、四喷嘴切换成六喷嘴运行的切换控制模式，所述2
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6模式为喷嘴数量依次由双喷嘴切换成四喷嘴运行、四喷嘴切换成六喷嘴运行的切换控制模式，且每次增加的两个喷嘴处于对称位置。2.根据权利要求1所述的一种高水头冲击式水轮机六喷六折调速器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴勇，伍超，王林琦，冉光礼，吴长江，石歆粼，
申请(专利权)人：四川川投田湾河开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：