专利名称：一种水电机组负荷调整试验方法
技术领域：
本发明涉及一种水电机组负荷调整试验方法。
技术背景
随着我国电力事业的大发展，大型水力发电机组越来越多，各发电企业提出在多台机组同时调整负荷时，电站的有功功率会出现异常波动，其机组的稳定性突然变差，调压井水位出现浪涌，而当机组负荷停止调整后，机组稳定性则渐趋好转。分析水电厂水轮发电机组在负荷调整时有功功率变化以及机组稳定性与调压井水位波动之间相关关系，不仅可以为发电企业各机组进行安全的负荷调整提供重要的原始数据，而且可以为电力调度中心合理安排各发电企业负荷曲线提供最重要的依据，但目前尚不存在有效的进行水力发电机组负荷调整试验的方法。发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种水电机组负荷调整试验方法， 有利于分析水电厂水轮发电机组在负荷调整时有功功率变化与机组稳定性及调压井水位波动之间的相关关系。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种水电机组负荷调整试验方法， 包括以下步骤第一步、确定调整试验负荷段依据电站提供的振区范围或按振区测试试验后界定的振区范围，将试验负荷段分为小负荷区域、水力振动区域和稳定运行区域三个负荷段； 第二步、对单台机组依次在三个负荷段进行递增负荷试验(1)小负荷区域采用勻速递增负荷，直到小负荷区域末段，然后等待调压井水位平稳， 测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；(2)水力振动区域迅速使负荷量迈过水力振动区域，到达水力振动区域末段，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；(3)稳定运行区域勻速增加负荷，直至达到额定负荷，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；第三步、调整三个负荷段增负荷时间，重复第二步的递增负荷试验至少两次，选取最优数据作为单台机组试验水头下调整负荷时间的依据；第四步、依次进行各台机组的递增负荷试验，直到完成全部机组试验 让第一台机组达到满负荷，待调压井水位平稳后，再让第二台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；然后让第一台和第二台机组均达到满负荷，并待调压井水位平稳后，再让第三台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；以此类推，直至完成全部机组的递增负荷试验；第五步、减负荷试验根据电站能调整的总负荷，依次将各台机组勻速减负荷至零，其中第一台机组直接进行减负荷试验，其他机组的减负荷试验待上一台机组减负荷试验完成并在调压井水位平稳后进行，测试记录电站从总负荷至零所需时间及调压井水位波动的情况；第六步、优化机组减负荷速率根据第一步至第五步的步骤中获得的试验测试数据，并根据调压井水位及机组稳定性的变化情况，对调整负荷时间进行增减，使调压井压力上升范围和机组的稳定运行指标符合要求。
与现有技术相比，本发明的积极效果是本方法可以分析负荷调整的变化对多台机组水力振动区的影响，并为进一步研究电厂的AGC调整以及一次调频的扰动提供了重要的参考依据。本方法不仅可以为发电企业各机组进行安全的负荷调整提供重要的原始数据，而且可以为电力调度中心合理安排各发电企业负荷曲线提供最重要的依据。
具体实施方式
一种水电机组负荷调整试验方法，包括以下步骤 第一步、确定调整试验负荷段依据电站提供的振区范围，或按振区测试试验后界定的振区范围，将试验负荷段分为三个负荷段，即小负荷区域、水力振动区域和稳定运行区域。所述小负荷区域是指机组并网到出现低频水力振动的负荷区域；水力振动区域是指机组从出现低频水力振动到低频水力振动基本消失的负荷区域；从低频水力振动消失至额定负荷区域为稳定运行区域。
第二步、对单台机组依次在三个负荷段进行递增负荷试验1、小负荷区域采用勻速递增负荷，直到小负荷区域末段，然后等待调压井水位平稳， 测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位等实时数据以及调压井水位平稳所需时间；2、水力振动区域迅速使负荷量迈过水力振动区域，到达水力振动区域末段，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位等实时数据以及调压井水位平稳所需时间；3、稳定运行区域勻速增加负荷，直至达到额定负荷，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位等实时数据以及调压井水位平稳所需时间；第三步、分析三个负荷段增速过程所需时间的合理性，调整三个负荷段增负荷时间，重复第二步的递增负荷试验至少两次，选取最优数据作为该台机组试验水头下调整负荷时间的依据。所述最优数据是指符合相关规程规定或设计要求的调压井压力上升在最高限值内且机组振动、摆度等稳定运行指标在相关规程范围内的最短增负荷时间。
第四步、依次进行各台机组的递增负荷试验，直到完成全部机组试验让第一台机组达到满负荷，待调压井水位平稳后，再让第二台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；然后让第一台和第二台机组均达到满负荷，并待调压井水位平稳后，再让第三台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；以此类推，直至完成全部机组的递增负荷试验。
第五步、减负荷试验根据电站能调整的总负荷，依次将各单机组勻速减负荷至零，其中第一台机组直接进行减负荷试验，其他机组的减负荷试验待上一台机组减负荷试验完成并在调压井水位平稳后进行，测试记录电站从总负荷至零所需时间及调压井水位波动的情况。
第六步、优化机组减负荷速率根据第一步至第五步的步骤中获得的试验测试数据，并根据调压井水位及机组稳定性的变化情况，对调整负荷时间进行增减，使调压井压力上升不超出相关规程或设计要求，同时机组的稳定运行指标须在国家规程范围内)。
以上所述相关规程、国家规程包括国标GB/T8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》、GB/T17189-2007《水力机械(水轮机、蓄能泵和水泵水轮机)振动和脉动现场测试规程》及DL/T507-2002《水轮发电机组启动试验规程》等。
本发明的工作原理在于调压井水位(压力)变化、机组的稳定性与调整负荷时间存在相关关系，负荷调整时间快，调压井压力上升就大，可能会超出规程或设计要求，同时稳定性指标也可能超出国家标准的要求。而负荷调整时间慢，调压井压力上升就小，但可能达不到电网的要求。本发明的目的就在于通过本试验方法寻找到既快速响应电网要求，又使调压井压力上升和机组稳定性指标在过程或设计要求内的最佳负荷调整时间。
权利要求
1.一种水电机组负荷调整试验方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、确定调整试验负荷段依据电站提供的振区范围或按振区测试试验后界定的振区范围，将试验负荷段分为小负荷区域、水力振动区域和稳定运行区域三个负荷段；第二步、对单台机组依次在三个负荷段进行递增负荷试验(1)小负荷区域采用勻速递增负荷，直到小负荷区域末段，然后等待调压井水位平稳， 测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；(2)水力振动区域迅速使负荷量迈过水力振动区域，到达水力振动区域末段，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；(3)稳定运行区域勻速增加负荷，直至达到额定负荷，然后等待调压井水位平稳，测试记录机组稳定性、当前实时有功功率、调压井水位实时数据以及调压井水位平稳所需时间；第三步、调整三个负荷段增负荷时间，重复第二步的递增负荷试验至少两次，选取最优数据作为单台机组试验水头下调整负荷时间的依据；第四步、依次进行各台机组的递增负荷试验，直到完成全部机组试验让第一台机组达到满负荷，待调压井水位平稳后，再让第二台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；然后让第一台和第二台机组均达到满负荷，并待调压井水位平稳后，再让第三台机组按照第二步和第三步所述的方法进行递增负荷试验；以此类推，直至完成全部机组的递增负荷试验；第五步、减负荷试验根据电站能调整的总负荷，依次将各台机组勻速减负荷至零，其中第一台机组直接进行减负荷试验，其他机组的减负荷试验待上一台机组减负荷试验完成并在调压井水位平稳后进行，测试记录电站从总负荷至零所需时间及调压井水位波动的情况；第六步、优化机组减负荷速率根据第一步至第五步的步骤中获得的试验测试数据，并根据调压井水位及机组稳定性的变化情况，对调整负荷时间进行增减，使调压井压力上升范围和机组的稳定运行指标符合要求。
2.根据权利要求1所述的水电机组负荷调整试验方法，其特征在于所述小负荷区域是指机组并网到出现低频水力振动的负荷区域；水力振动区域是指机组从出现低频水力振动到低频水力振动基本消失的负荷区域；所述稳定运行区域是指从低频水力振动消失至额定负荷区域。
3.根据权利要求1所述的水电机组负荷调整试验方法，其特征在于所述最优数据是指符合相关规程规定或设计要求的调压井压力上升在最高限值内且机组稳定运行指标在相关规程范围内的最短增负荷时间。
全文摘要
本发明公开了一种水电机组负荷调整试验方法，包括如下步骤对单台机组依次在三个负荷段进行递增负荷试验，选取最优数据作为单台机组试验水头下调整负荷时间的依据；依次进行各台机组的递增负荷试验，直到完成全部机组试验；根据电站能调整的总负荷，依次将各台机组匀速减负荷至零；优化机组减负荷速率。本发明的积极效果是本方法不仅可以为发电企业各机组进行安全的负荷调整提供重要的原始数据，而且可以为电力调度中心合理安排各发电企业负荷曲线提供最重要的依据，有利于分析水电厂水轮发电机组在负荷调整时有功功率变化与机组稳定性及调压井水位波动之间的相关关系。
文档编号G01M15/00GK102520355SQ201110440299
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者先嘉, 叶喻萍, 杨其忠, 陈凯 申请人:四川中鼎科技有限公司