水电机组一次调频性能的试验方法

摘要

水电机组一次调频性能的试验方法，涉及水电机组性能的试验方法，目的是解决现有技术存在的测试实时性差、测试难度大、测试精度不高、测试重复性差等问题，包括通过调速器试验仪对机组调速器的测频回路进行频率校核；以及任意顺序的如下步骤：通过调速器试验仪对机组调速器的综合固有死区进行测试，以确定人工死区，使调速器的一次调频死区达到电网运行要求；机组带负荷运行，试验直至一次调频动作的响应时间和响应速度达到规定的要求；机组带负荷运行，测试机组一次调频负荷限制能力，直到其一次调频负荷限制能力达到规定的要求；进行网频跟踪试验，验证机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投退能力。

权利要求

1.水电机组一次调频性能的试验方法，其特征在于，包括步骤

a.通过调速器试验仪对机组调速器的测频回路进行频率校核；

以及任意顺序的如下步骤：

b.通过调速器试验仪对机组调速器的综合固有死区进行测试，以确定人工死区，使调速器的一次调频死区达到电网运行要求；

c.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组调速器施加不同频差的阶跃信号，测试机组一次调频响应时间和响应速度，根据机组一次调频动作的响应时间和响应速度进行分析计算，在达不到水电机组一次调频要求的情况下对调速器负载PID参数进行调整优化试验，直至一次调频动作的响应时间和响应速度达到规定的要求；

d.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组施加频率阶跃信号，测试机组一次调频负荷限制能力，并根据情况对调速器程序进行修改，直到其一次调频负荷限制能力达到规定的要求；

e.减小人工死区设定值，进行网频跟踪试验，验证机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投/退能力；

其中

所述步骤a的方法是，停机状态下完成调速器试验仪接收信号连线，以及机端电压互感器、机组频率输入端和调速器试验仪及双刀闸开关的连接；电压互感器和机组频率输入端连通的状态下，自动开机带负荷，在手动状态下，通过操作双刀闸开关断开电压互感器与机组频率输入端的连接，连通调速器试验仪与机组频率输入端，把调速器试验仪输出的频率信号整定为50Hz并送入调速器，将调速器切至自动运行方式；通过调速器试验仪对调速器发出频率信号，调速器测频回路接收并测试该频率信号，以确定调速器的测频精度，根据情况对调速器测频回路进行硬件改造或软件修正，以提高其测频精度。

2.如权利要求1所述水电机组一次调频性能的试验方法，其特征在于，所述步骤b的方法是：用调速器试验仪于额定频率50Hz基础上施加正负频率偏差信号，直到导叶开度或功率开始产生与此信号相应动作，此时的频率偏差信号与设定的人工死区之差即为机组调速器综合固有死区；

所述步骤c的具体过程是，首先让机组带负荷运行，在额定频率基础上施加正或负阶跃频率偏差信号，对机组接收信号的动作情况进行录波，测试机组一次调频响应时间和响应速度，根据机组一次调频动作的响应时间和响应速度进行分析计算，然后对调速器负载PID参数进行调整优化试验，直至达到规定的要求；

所述步骤d的具体过程是，首先让机组带负荷运行，模拟机组网频信号，在额定频率基础上施加正或负阶跃频率偏差信号，对机组接收信号的动作情况进行录波，测试机组一次调频负荷限制情况，当负荷限制不能满足规定的要求时须根据实测结果对调速器程序进行修改，以达到负荷限制的目的；

所述步骤e的具体过程是，将调速器切换至手动运行方式，通过操作双刀闸开关解开调速器试验仪的频率输出线，恢复调速器的机频信号，并将网频信号同时送入调速器试验仪的输入端，减小人工死区设定值，检查无误后，将调速器恢复至自动运行方式，由调速器试验仪跟踪当前电网频率并对机组接收信号的实时变化情况进行录波，进行网频跟踪试验，验证试验机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投/退能力，试验完成后，将调速器的人工死区设定值恢复至整定值。

说明书

技术领域

本发明涉及水电机组的一次调频性能的试验方法。

背景技术

现有关于发电机组一次调频性能试验测试方法在全国各地有很多，对一次调频性能试验机组的技术指标和手段也各有不同。但普遍存在测试实时性差，测试难度大，测试精度不高，测试范围不够全面等问题。同时，很多试验要求在停机状态下进行，增加了机组的停机时间，影响业主发电，使测试可实施性和重复性差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的测试实时性差、测试难度大、测试精度不高、测试重复性差等问题，提供一种水电机组一次调频性能的试验方法，该方法能够直观地测试水电机组的一次调频性能，并可以满足高精度、可重复性操作测试的要求。
本发明的主要过程是在机组并网的状况下，通过高精度调速器试验仪对机组输送频率信号进行适当频率范围内的扰动，通过设备采集的各种信号的反映，及数据分析情况来判断机组的一次调频性能，若不能满足要求，则对机组的调速器的调节参数进行优化调整试验。
其步骤包括：
a.通过调速器试验仪对机组调速器的测频回路进行频率校核；
以及任意顺序的如下步骤：
b.通过调速器试验仪对机组调速器的综合固有死区进行测试(用调速器试验仪于额定频率50Hz基础上施加正负频率偏差信号，直到导叶开度或功率开始产生与此信号相应动作，此时的频率偏差信号与设定的人工死区之差即为机组调速器综合固有死区)，以确定人工死区，使调速器的一次调频死区达到电网运行要求；
c.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组调速器施加不同频差的阶跃信号，测试机组一次调频响应时间和响应速度，根据机组一次调频动作的响应时间和响应速度进行分析计算，在达不到水电机组一次调频要求的情况下对调速器负载PID参数进行调整优化试验，直至一次调频动作的响应时间和响应速度达到规定的要求；
d.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组施加频率阶跃信号，测试机组一次调频负荷限制能力，并根据情况对调速器程序进行修改，直到其一次调频负荷限制能力达到规定的要求；
e.减小人工死区设定值，进行网频跟踪试验，验证机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投/退能力。
采用上述步骤的本发明，对调速器测频回路的测频精度进行了校核，测试了机组的综合固有死区，并对调速器人工死区进行了重新设定，满足机组一次调频死区的要求；同时对机组一次调频的响应时间和响应速度进行了测试分析，同时通过跟踪电网频率试验，可以直观地反映机组的调频能力，具有如下有益效果：
1、通过引入双刀闸开关的接线方式使本方法的试验接线简单、操作方便、安全可靠，并可实现试验过程中机组不停机；
2、试验步骤精炼、测试简单，测试全面，且测试精度高；
3、试验可重复性强，且不影响机组和电网的安全；
4、试验实时性强，通过跟踪电网频率试验，实时地反映了机组的调频能力。

附图说明

图1是本发明的接线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
水电机组一次调频性能的试验方法，包括如下步骤：
a.通过调速器试验仪对水电机组测频回路进行频率校核
具体过程是：停机状态下完成调速器试验仪接收信号连线，以及电压互感器、机组频率输入端和调速器试验仪及双刀闸开关的连接；电压互感器和机组频率输入端连通的状态下，自动开机带负荷，在手动状态下，通过操作双刀闸开关断开电压互感器与机组频率输入端的连接，连通调速器试验仪与机组频率输入端，把调速器试验仪输出的频率信号整定为50Hz并送入调速器，将调速器切至自动运行方式；通过调速器试验仪对调速器发出频率信号，调速器测频回路接收并测试该频率信号，以确定调速器的测频精度，根据情况对调速器测频回路进行硬件改造或软件修正，以提高其测频精度。
b.通过调速器试验仪对水电机组调速器的综合固有死区进行测试，以确定人工死区，使水电机组一次调频死区达到规定要求
用调速器试验仪于额定频率50Hz基础上施加正负频率偏差信号，直到导叶开度或功率开始产生与此信号相应动作，此时的频率偏差信号与设定的人工死区之差即为机组调速器综合固有死区。
c.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组调速器施加不同频差的阶跃信号，测试机组一次调频响应时间和响应速度，根据机组一次调频动作的响应时间和响应速度进行分析计算，在达不到水电机组一次调频要求的情况下对调速器负载PID参数进行调整优化试验，直至一次调频动作的响应时间和响应速度达到规定的要求。
具体过程是：首先让机组带负荷运行，在额定频率基础上施加正或负阶跃频率偏差信号，对机组接收信号的动作情况进行录波，测试机组一次调频响应时间和响应速度，根据机组一次调频动作的响应时间和响应速度进行分析计算，然后对调速器负载PID参数进行调整优化试验，直至达到规定的要求。
d.机组带负荷运行，采用调速器试验仪对机组施加频率阶跃信号，测试机组一次调频负荷限制能力，并根据情况对调速器程序进行修改，直到其一次调频负荷限制能力达到规定的要求。
具体过程是：首先让机组带负荷运行，模拟机组网频信号，在额定频率基础上施加正或负阶跃频率偏差信号，对机组接收信号的动作情况进行录波，测试机组一次调频负荷限制情况，当负荷限制不能满足规定的要求时须根据实测结果对调速器程序进行修改，以达到负荷限制的目的。
e.减小人工死区设定值，进行网频跟踪试验，验证机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投/退能力。
将调速器切换至手动运行方式，通过操作双刀闸开关解开调速器试验仪的频率输出线，恢复调速器的机频信号，并将网频信号同时送入调速器试验仪的输入端，减小人工死区设定值，检查无误后，将调速器恢复至自动运行方式，由调速器试验仪跟踪当前电网频率并对机组接收信号的实时变化情况进行录波，进行网频跟踪试验，验证试验机组实际的一次调频动作行为及调速器一次调频功能投/退能力，试验完成后，将调速器的人工死区设定值恢复至整定值。
上述各步骤中，除步骤a之外，步骤b、c、d、e可以任意调换顺序。
在试验过程中，调速器试验仪经过开关盒内的双刀闸开关(K1、K2)送至调速器机组频率测量通道，其接线如图1所示。
开关位置与运行方式的关系：
(1)常规运行方式：K1闭合，K2断开，PT(电压互感器)与机组频率输入端连通。
(2)试验模拟方式：K1断开，K2闭合，设备与机组频率输入端连通。
(3)跟踪网频方式：K1、K2同时闭合，PT(电压互感器)与机组频率输入端和调速器试验仪同时连通，连通前必须先断开调速器试验仪的频率模拟输出，仅与输入端连接。