本發(fā)明屬于火力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蒸汽流量判斷汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)的在線監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求也越來越高。低頻振蕩是電力系統(tǒng)面臨的首要穩(wěn)定性問題。低頻振蕩現(xiàn)象常出現(xiàn)在長距離、重負(fù)荷輸電線路上，低頻振蕩一旦發(fā)生，將嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，很有可能誘發(fā)連鎖反應(yīng)事故，造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，使大面積用戶停電。

近年來，低頻振蕩事件時(shí)有發(fā)生，究其原因，其中電源側(cè)火電機(jī)組功率振蕩是誘發(fā)低頻振蕩的主要因素之一，因此研究電源側(cè)火電機(jī)組功率振蕩的誘因和防治措施有重要意義。

研究表明，汽輪機(jī)閥門實(shí)際流量特性與設(shè)計(jì)不一致會(huì)引起功率周期性波動(dòng)，然而由于缺乏一種及時(shí)、可靠的功率波動(dòng)在線監(jiān)控手段，發(fā)生波動(dòng)時(shí)運(yùn)行人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的抑制措施(例如及時(shí)自動(dòng)地切除機(jī)組的有功功率閉環(huán)控制回路、將DEH切為本地“閥位控制”方式運(yùn)行等)，造成機(jī)組異常停機(jī)，或當(dāng)功率波動(dòng)頻率接近電力系統(tǒng)自然振蕩頻率時(shí)，造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大，誘發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)在線監(jiān)測方法，以解決火電機(jī)組功率波動(dòng)缺乏及時(shí)、可靠的監(jiān)控手段，發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)運(yùn)行人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)的抑制措施，導(dǎo)致機(jī)組異常停機(jī)或引發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩的問題；同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測汽輪機(jī)實(shí)際閥門流量特性與設(shè)計(jì)值的偏離程度，為機(jī)組是否需要進(jìn)行汽輪機(jī)閥門流量特性測試與優(yōu)化試驗(yàn)提供參考。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)在線監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取汽輪機(jī)熱力特性曲線，熱力特性曲線包括流量功率曲線N＝f(Q)和功率與調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)后壓力曲線N＝f(P)；

步驟2、實(shí)時(shí)在線獲取機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)行參數(shù)包括汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門指令和實(shí)際開度以及調(diào)節(jié)級(jí)壓力、溫度，發(fā)電功率；

步驟3、利用步驟2中的實(shí)時(shí)在線參數(shù)，根據(jù)弗留格爾公式，計(jì)算當(dāng)前工況下實(shí)際蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁^*、T₁^*、G₀^*為額定工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)節(jié)級(jí)溫度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁為運(yùn)行工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)節(jié)級(jí)溫度和主蒸汽流量。

步驟4、通過特性曲線N＝f(Q)和N＝f(P)，計(jì)算當(dāng)前工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力P₁對應(yīng)的設(shè)計(jì)蒸汽流量G₁^*；

步驟5、計(jì)算當(dāng)前工況下實(shí)際蒸汽流量與設(shè)計(jì)值的偏差占設(shè)計(jì)蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步驟6、利用蒸汽流量偏差量對汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)行預(yù)判：若Δ≥α(式中α為經(jīng)驗(yàn)值)，則判斷發(fā)生故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以通知運(yùn)行人員及時(shí)采取抑制措施，防止機(jī)組發(fā)生功率振蕩造成機(jī)組異常停機(jī)或引起電網(wǎng)低頻振蕩，反之，則汽輪機(jī)運(yùn)行正常。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果如下：

本發(fā)明采用通過獲取實(shí)時(shí)獲取汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門指令和實(shí)際開度以及調(diào)節(jié)級(jí)壓力、溫度，根據(jù)弗留格爾公式計(jì)算實(shí)際蒸汽流量和設(shè)計(jì)蒸汽流量的差值進(jìn)行判斷是否發(fā)出報(bào)警信息，可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測主蒸汽流量偏差，對汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)行預(yù)判，防止因機(jī)組功率波動(dòng)造成機(jī)組異常停機(jī)或引發(fā)電網(wǎng)低頻振蕩，促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)，該方法對汽輪機(jī)組是否需要進(jìn)行汽輪機(jī)閥門流量特性測試與優(yōu)化試驗(yàn)提供參考，改變傳統(tǒng)機(jī)組功率振蕩事故后試驗(yàn)的被動(dòng)性，從而進(jìn)一步減少功率振蕩事件的發(fā)生。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的監(jiān)測流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

實(shí)施例：一種基于蒸汽流量判斷的汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)在線監(jiān)測方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取汽輪機(jī)熱力特性曲線，熱力特性曲線包括流量功率曲線N＝f(Q)和功率與調(diào)節(jié)級(jí)級(jí)后壓力曲線N＝f(P)；

步驟2、實(shí)時(shí)在線獲取機(jī)組重要運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)行參數(shù)包括汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門指令和實(shí)際開度以及調(diào)節(jié)級(jí)壓力、溫度，發(fā)電功率；

步驟3、利用步驟2中的實(shí)時(shí)在線參數(shù)，根據(jù)弗留格爾公式，計(jì)算當(dāng)前工況下實(shí)際蒸汽流量：

$G_1=G_0^{*}\frac{P_1}{P_1^{*}}\sqrt{\frac{T_1^{*}}{T_1}};$

式中：P₁^*、T₁^*、G₀^*為額定工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)節(jié)級(jí)溫度和主蒸汽流量，P₁、T₁、G₁為運(yùn)行工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力、調(diào)節(jié)級(jí)溫度和主蒸汽流量。

步驟4、通過特性曲線N＝f(Q)和N＝f(P)，計(jì)算當(dāng)前工況下調(diào)節(jié)級(jí)壓力P₁對應(yīng)的設(shè)計(jì)蒸汽流量G₁^*；

步驟5、計(jì)算當(dāng)前工況下實(shí)際蒸汽流量與設(shè)計(jì)值的偏差占設(shè)計(jì)蒸汽流量的百分比：

$\mathrm{\Δ}=\frac{\left|G_1-G_1^{*}\right|}{G_1^{*}}\×100\%;$

步驟6、利用蒸汽流量偏差量對汽輪機(jī)負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)行預(yù)判：若Δ≥α(式中α為經(jīng)驗(yàn)值)，則判斷發(fā)生故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以通知運(yùn)行人員及時(shí)采取抑制措施，防止機(jī)組發(fā)生功率振蕩造成機(jī)組異常停機(jī)或引起電網(wǎng)低頻振蕩，反之，則汽輪機(jī)運(yùn)行正常。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。