专利名称：燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试验方法
技术领域：
本发明涉及电网稳定性仿真计算领域的燃气轮机发电机组调速系统建模试验 技术，特别涉及一种为燃气轮机发电机组调速系统的负荷一频率调节特性测试的试 验方法。
背景技术：
为了维持电网的稳定，发电机组需要具有频率调节能力，即当电网频率变化 时发电机组立刻反向调节机组的功率，达到稳定电网频率的目的。建立发电机组调 速系统模型是进行电网稳定性计算的基础。电网稳定性仿真计算需要精确的入网发 电机组调速系统仿真模型作为基础，而发电机组调速系统仿真模型的正确性必须通 过试验进行参数辨识和模型验证。
参看图1，目前燃气轮机调速系统负荷一频率调节特性的试验方法是在系统频 率或发电机组转速的测量值上面加小干扰偏置，叠加了偏置的系统频率或转速，与 频率或转速设定制进行比较，调速系统根据其差值调节发电机组的负荷，从而测量 发电机组调速系统的调节特性。
传统的试验方法是在实际电网频率(50Hz左右)的基础上叠加一个0.4%的扰 动量，由于电网本身始终在波动而非稳定不变(正常情况的波动幅度为±0.05%左 右，是试验扰动量的12.5%)，因此必然造成试验结果误差过大的结果。而调速系 统试验必须通过小扰动(<0.4%)来完成，因为扰动量过大有可能会影响电厂正常 运行的安全性，所以用传统试验方法得到的数据是不精确的。
现有的试验方法存在的主要问题是，系统频率或转速始终处于波动状态，一 般情况下为±0.05%左右，而由于系统安全性的限制叠加的偏置必须是小幅度的干 扰量(±0.3%左右)，因此系统频率波动对试验结果的影响较大，降低了参数辨识 和模型验证的准确性。
发明内容
本发明的任务是提供一种燃气轮机发电机组调速系统负荷一频率调节特性测 试的试验方法，它解决了现有试验方法在系统频率或转速处于波动状态中对试验结 果影响大，降低了参数辨识和模型验证准确性的问题。
本发明的技术解决方案如下-
一种燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试验方法，在控制逻辑 中增设试验模块和试验控制开关，具体试验步骤为
a、 机组稳定正常运行，转速控制系统得到的电网频率为实际电网频率50Hz， 将试验模块中的模拟电网频率调整到50Hz的99.6% 100.4%，由电子信号控制的 试验控制开关位于关闭状态；
b、 切换试验控制开关至开启状态，机组的转速控制系统得到的电网频率值改 变为模拟电网频率即正常频率的99.6% 100.4%,控制系统认为电网频率降低成提 高了 0.4%，由此作出增加或降低机组功率的反应；
c、 记录机组频率变化过程中各环节的变化数据，通过参数辨识得到模型中的 参数值，将参数值代入仿真模型中，与实际功率变化曲线对比验证模型的准确性；
d、 试验结束后切换试验控制开关至关闭状态，转速控制系统得到的电网频率 恢复到实际电网频率。
按照本发明的燃气轮机发电机组调速系统负荷一频率调节特性测试的试验方 法，根据资料建立燃气轮机发电机组的调速系统频率调节仿真模型，然后在发电厂 的发电机组上进行真机现场试验，由此屏蔽了电网频率波动的干扰，得到稳定的调 速系统特性数据，提髙了燃气轮机调速系统仿真模型参数的准确性和模型验证的可 靠性。
按照本发明的方法通过切换频率进行试验，屏蔽了电网波动的干扰，保证试 验时的电网频率能够稳定在99.6%或100.4%，误差为0%，因此得到的数据是精确 的，模型是可信的。
本发明与传统的调速系统特性试验方法的区别在于，釆用在控制逻辑中增加 试验模块和控制开关的方法替代了传统的在控制逻辑输入上叠加偏置的方法。
图1是现有的燃气轮机调速系统特性试验方法的试验流程图。 图2是按本发明的燃气轮机发电机组调速系统负荷一频率调节特性测试的试 验方法的工作原理图。
图3是按图2所示工作原理的实施方法示意图。
图4是按本发明试验方法的一个实施例调速系统频率或转速升高时的负荷响
应曲线图。
图5是图4实施例调速系统频率或转速降低时的负荷响应曲线图。
具体实施例方式
参看图2和图3，按本发明的一种燃气轮机发电机组调速系统负荷一频率调节 特性测试的试验方法，在控制逻辑中增设试验模块和试验控制开关。
为了避免影响系统的安全性，不能简单地用给定频率或转速替代实际转速， 而必须在控制逻辑中增加试验控制模块和控制开关，在该模块中定义新的变量用给 定频率或转速替代实际频率或转速，而不改变整个控制系统中的实际频率或转速变
当试验开始时，用控制开关将正常负荷控制模块切换到试验模块控制，改变 上述自定义变量，测试系统的调节特性；当试验结束时，再用控制开关切换回初始 状态；在整个试验过程中保护系统仍然监视的是实际频率和转速，因此不会影响系 统的安全性。
按本发明的燃气轮机发电机组调速系统负荷一频率调节特性测试的试验方 法，具体试验步骤为
a、 机组稳定正常运行，转速控制系统得到的电网频率为实际电网频率50Hz 左右，将试验模块中的模拟电网频率调整到50Hz的99.60/。 100.4。/。，尤其将试验 模块中的模拟电网频率调整到50Hz的99.6%或100.4%，由电子信号控制的试验控 制开关位于关闭状态。
b、 切换试验控制开关至开启状态，机组的转速控制系统得到的电网频率值改 变为模拟电网频率即正常频率的99.6% 100.4%，尤其为99.6%或100.4%，控制 系统认为电网频率降低或提高了 0.4%，由此作出增加或降低机组功率的反应。
c、 记录机组频率变化过程中各环节的变化数据，通过参数辨识得到模型中的
参数值，将参数值代入仿真模型中，与实际功率变化曲线对比验证模型的准确性。 d、试验结束后切换试验控制开关至关闭状态，转速控制系统得到的电网频率
恢复到实际电网频率。
参看图4和图5，新增调速系统试验模块用一个新的自定义频率或转速变量替
代系统频率或转速，以得到稳定的调速系统负荷响应特性曲线。例如对典型的GE 公司9E/9F燃气轮机调速系统负荷响应，图4显示了调速系统频率或转速升高时的 负荷响应曲线，图5显示了调速系统频率或转速降低时的负荷响应曲线。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明 本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实 施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。
权利要求
1.一种燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试验方法，其特征在于，在控制逻辑中增设试验模块和试验控制开关，具体试验步骤为a、机组稳定正常运行，转速控制系统得到的电网频率为实际电网频率50Hz，将试验模块中的模拟电网频率调整到50Hz的99.6％～100.4％，由电子信号控制的试验控制开关位于关闭状态；b、切换试验控制开关至开启状态，机组的转速控制系统得到的电网频率值改变为模拟电网频率即正常频率的99.6％～100.4％，控制系统认为电网频率降低或提高了0.4％，由此作出增加或降低机组功率的反应；c、记录机组频率变化过程中各环节的变化数据，通过参数辨识得到模型中的参数值，将参数值代入仿真模型中，与实际功率变化曲线对比验证模型的准确性；d、试验结束后切换试验控制开关至关闭状态，转速控制系统得到的电网频率恢复到实际电网频率。
2. 根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试 验方法，其特征在于，所述试验步骤a中将试验模块中的模拟电网频率调整到50Hz 的99.6%。
3. 根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试 验方法，其特征在于，所述试验步骤a中将试验模块中的模拟电网频率调整到50Hz 的100.4% 。
4. 根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试 验方法，其特征在于，所述试验步骤b中机组的转速控制系统得到的电网频率值改 变为模拟电网频率即正常频率的99.6%。
5. 根据权利要求1所述的燃气轮机发电机组调速系统负荷频率调节测试的试 验方法，其特征在于，所述试验步骤b中机组的转速控制系统得到的电网频率值改 变为模拟电网频率即正常频率的100.4%。
全文摘要
本发明涉及一种燃气轮机发电机组调速系统负荷-频率调节特性测试的试验方法，其特点是在控制逻辑中增设试验模块和试验控制开关，其试验步骤为a.调整试验模块中的模拟电网频率，试验控制开关位于关闭状态；b.切换试验控制开关至开启状态，作出增加或降低机组功率的反应；c.记录机组频率变化数据，将参数值代入仿真模型中，与实际功率变化曲线对比验证模型的准确性；d.试验结束后切换试验控制开关至关闭状态，转速控制系统得到的电网频率恢复到实际电网频率。按照本发明方法，通过切换频率进行试验，屏蔽了电网频率波动的干扰，得到稳定的调速系统特性数据，提高了燃气轮机调速系统仿真模型参数的准确性和模型验证的可靠性。
文档编号G06F17/00GK101364735SQ20081004213
公开日2009年2月11日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者张文辉, 颖 李 申请人:华东电力试验研究院有限公司;上海明华电力技术工程有限公司