300MW汽轮机数字电液调节系统建模与仿真研究

摘要

汽轮机广泛应用于电力、冶金、钢铁、纺织、化工、船舶等各个领域。在电力工业中，汽轮发电机组为了获得尽量高的热效率，降低制造、安装和运行成本，越来越向大容量、高参数方向发展。这使得机组设备更加复杂，变工况过程中的控制因素更多。为了保证电力系统安全运行和使电能质量符合指标，数字电液调节系统（DEH）取代了原有的机械液压调节系统。DEH系统可通过PID控制、逻辑控制等各种不同的控制规律和不同的系统组态，实现对汽轮机的转速控制、负荷控制、同步并网等功能。这使得该系统在控制能力、控制效果和系统的适应性、灵活性上得到了根本改变，大大提高了汽轮发电机组的自动化水平。DEH系统已成为单元机组乃至整个电厂控制的重要组成部分。随着国民经济的发展，用电结构的变化，DEH系统在应用中也面临一些新问题的挑战，如大负荷波动工况，“孤网”运行等。因此建立汽轮机DEH的仿真模型，并对其进行仿真研究具有十分重要的意义。
　　 本文基于具有自主知识产权的可视化仿真支撑软件VMS，增加了适应于DEH控制系统图形化建模的图形模块和仿真模块，丰富了VMS模块库。
　　 在深入研究汽轮机控制系统原理、特性和运行方式的基础上，本文以贵州大龙电厂300MW汽轮机DEH控制系统为对象，利用VMS模块库进行图形组态，建立了300MW汽轮机DEH控制系统的仿真模型。模型包括了设定值生成系统、转速控制系统、负荷控制系统等DEH基本控制系统，以及除阀门试验外的DEH主要控制功能。
　　 应用仿真模型，对DEH控制系统进行了参数整定及仿真试验研究。主要是对阀门切换过程，DEH系统的快速减负荷功能，汽轮机甩负荷带厂用电工况下OPC超速保护系统的动作过程等进行了仿真研究。一方面验证仿真系统各功能的完善及逼真度，另外一方面对现有控制系统和机组的性能进行研究，期望能对现场运行提供一些参考意见；同时也是对新型仿真支撑软件可行性的一个验证和性能的一个测试。
　　 此外，针对汽轮发电机组“孤网”运行的特殊工况，提出了调频控制策略及相应的参数设置，仿真结果表明，在“孤网”运行情况下机组转速能够快速稳定，动态超调量小，所提控制策略正确可靠。
　　 本文的工作，丰富和增强了VMS的功能，完整的测试了VMS的可用性、开放性和可维护性。提供的控制策略及参数设置有一定参考价值，对数字式电液调节系统的深入应用具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 可视化建模仿真系统VMS

3 DEH基本控制系统建模与仿真

4 DEH主要功能仿真研究

5 结 语

致 谢

参考文献

附 录