专利名称：余热利用发电机励磁以气定控节能控制方法
技术领域：
电机控制
背景技术：
在国家大力推广节能减排项目的今天，企业的余热发电已经受到国家扶植，但是， 余热发电较水电和火电具有汽轮机蒸汽压力稳定性差的特点，工厂余热量的多少是受工艺生产工况的制约，且变动较大，当汽轮机入口蒸汽波动时，由于汽机自动调节系统惯性的原因，汽轮机的转速也将随之波动。在电气负载不变的情况下，发电机的功角θ就会出现摆动，当θ角超过允许值时，发电机有可能失步。国内目前余热发电使用的励磁装置均为水电或火电配套装置，经常出现余热发电机失步停车，造成大量生产用高温水蒸气排空，不仅浪费了能源，而且影响了生产。因此，余热发电企业迫切需要高稳定性的励磁装置。河北省电子信息技术研究院是专业从事同步电机微机励磁的研制、生产、销售及服务一体的高技术科研机构。具有二十余年的科研经验，深知目前国内发电机励磁产品在余热发电使用中的弊端，现简述如下现在国内发电机励磁装置调节方式是调差或恒功率因数调节方式。它的优点是节能，应该说这是一个比较优秀的调节方式。但它有一个致命的弱点，就是当汽轮机蒸汽压力突变瞬间，由于有功功率也相应突变，在调差或恒功率因数调节下，励磁电流大幅波动，造成整个发电系统脉振，严重时导致发电机失步停车。而我院前期开发成功的恒功角发电机励磁控制装置虽然解决了上述可靠性问题，但节能效果不明显。本着既节能又可靠的原则，我们开发了具有功角校正功能的余热发电机节能控制装置。
发明内容
国内首创对余热利用发电机励磁强度采用“以气定控”的控制方法。即根据汽轮机的蒸汽流量和压力，采用以调差调节为内环，以恒功角θ为外环的控制策略，以汽轮机蒸汽流量或压力为根据，决定采用调差还是恒功角θ调节。
具体实施例方式运行中的同步发电机当汽轮机蒸汽流量或压力变动情况下，发电机的功角θ将发生变动，比如蒸汽压力降低，汽机转速的下降可使功角θ增大，当θ角增大到某一极限值时，发电机就会失步，所以稳定同步发电机运行的关键就是要稳定θ角。即当汽轮机蒸汽流量或压力未超出稳定值时，控制方式为调差；否则控制方式为恒θ角调节在θ变化时，及时准确地将θ角输入微机，经运算处理后反馈到调节器的输入端与给定θ ^进行比较，其偏差经PID运算后改变调节器的输出和整流桥可控硅的α角， 从而实现其稳定θ角的目的。在汽轮机的蒸汽流量和压力稳态情况下，采用以调差调节为内环的方法，调励磁电流以维持有功功率和无功功率分配比例恒定，保证电机在节能状态下运行；在汽轮机的蒸汽流量和压力超范围情况下，采用以恒功角θ为外环的方法，一旦稳定性受到威胁，就根据功角对励磁强度进行校正，保证功角不超调，使发电机免遭外扰的
3冲击，减少失步概率，保证电机在可靠状态下运行。使发电机免遭外扰的冲击，减少失步概率，保证电机在可靠状态下运行。
权利要求
1. 一种控制余热利用发电机励磁强度的方法，其特征是当汽轮机蒸汽流量或压力未超出稳定值时，采用调差调节，当汽轮机蒸汽流量或压力超出稳定值时，采用恒功角θ调节。
全文摘要
余热利用发电机励磁以气定控节能控制方法属电机控制技术领域。解决余热利用发电机特有的因汽轮机蒸汽压力和流量稳定性差而频繁停车造成大量高温蒸汽排空的问题。该方法即根据汽轮机的蒸汽流量和压力，采用以调差调节为内环，以恒功角θ为外环的控制策略。实现当汽轮机蒸汽流量或压力未超出稳定值时，控制方式为调差；超出稳定值时，控制方式为恒θ角的技术方案，取代了传统的调差方式。主要用途发电机当汽轮机蒸汽流量或压力未超出稳定值时工作在调差内环，最节能。发电机当汽轮机蒸汽流量或压力超出稳定值时工作在恒功角θ外环，最可靠。从而实现了余热利用发电机节能性和可靠性的有机结合，起到了节能减排的目的。
文档编号F01K27/02GK102340275SQ20101022721
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者王书岩, 王利强, 董兵贤, 许强, 谷明, 高峰 申请人:河北省电子信息技术研究院