[发明专利]针对甩负荷工况的DEH调速功能诊断方法及系统

说明书

本发明公开了一种针对甩负荷工况的DEH调速功能诊断方法及系统，其中该方法包括DEH混合仿真至满负荷后，断开并网开关，开始甩负荷仿真试验，DEH转速仿真逻辑模块对输入的高压调门反馈和中压调门反馈进行运算，并输出汽轮机的仿真转速；飞升曲线特征数据自动获取逻辑模块自动采集汽轮机的仿真转速，自动捕获飞升曲线的特征数据；同时SOE系统计算出DEH电气响应时间和液压响应时间；DEH调速功能自诊断逻辑模块接收飞升曲线的特征数据以及DEH电气响应时间和液压响应时间，并按照预设的优先级从高到低分级逐级进行DEH调速功能诊断，每一级诊断都具有独立表决权，表决之后其后的诊断级失效，表决结果作为诊断结论，并输出调速功能异常的关键故障点。

技术领域

本发明属于发电领域，尤其涉及一种针对甩负荷工况的DEH调速功能诊断方法及系统。

背景技术

当今电网规模日趋庞大和电力消费复杂多变的情形，导致电力系统存在着各种扰动，而且恶劣的气候变化和自然灾害的频发，使得汽轮发电机组运行过程中经常面临发生甩负荷情况。快速甩负荷是最恶劣的一种工况，它涉及机、炉、电所有系统，对机组的冲击很大并直接危害到机组的安全稳定运行。

对汽轮发电机组运行来说，最关键的是确保甩负荷后机组转速快速稳定到额定转速，避免转速飞升导致汽轮机跳闸。

DEH(即汽轮机数字电液控制系统(Digital Electric Hydraulic ControlSystem)，简称数字电调，是DCS的重要组成部分)是管理和控制大型汽轮机运行的核心。其负荷-转速控制部分的工作状态和动态性能直接影响着整个机组的正常运行，尤其是DEH在机组甩负荷状态下的工作过程和控制品质更为人们所关注。在实际运行的机组上不可能进行大规模、大扰动、多工况、多种参数匹配的试验。而且DEH逻辑回路和硬回路非常复杂繁琐，往往通过常规仿真故障点不易被发现。近年来甩负荷试验出现的问题很多，如OPC回路二极管击穿导致电磁阀不动作、OPC时转速PID不跟踪导致OPC复位后调阀开度过大超速、OPC发生后调阀指令切零存在速率、DEH控制模式不自动切换，导致中调门指令始终置全开等种种隐蔽性强的问题，很有必要对这些经验教训总结提炼形成一套较完备并持续升级的诊断系统，通过对机组DEH调速功能的预诊断，可更有效全面反映出机组甩负荷工况下汽轮机DEH转速控制情况。

目前国内外研究主要是对汽轮机的油动机建立数学模型，蒸汽容积效应建立数学模型，再根据机组并网运行时的控制回路推算出机组甩负荷的数学模型，在MATLAB等工具下模拟汽轮机发生甩负荷事故后，汽轮机阀门的关闭时间，汽轮机转速飞升速率及预估值。

国内电厂DEH转速仿真信号普遍是通过对汽机调门开度信号进行一阶惯性、速率、线性化环节简单运算得出。这种仿真模型在模拟甩负荷工况方面精确度较差，和实际工况差距很大，DEH调速性能无法得到最大考验。

如图1传统的针对甩负荷工况的DEH调速功能诊断方法的流程为：DEH混合仿真至满负荷，甩负荷仿真试验开始，DEH仿真逻辑执行，当汽轮机仿真转速为N时，手动调取历史趋势，观察仿真转速最大飞升值，最后得到诊断结论。其中，DEH仿真逻辑如图2所示，其表达式为：

其中，N表示汽轮机的转速；F_H表示高调门反馈量；F_I表示中调门反馈量；T₁和T₂分别表示一阶惯性采样时间系数；K₁、K₂和K₃表示分别比例常系数。

但是，传统控制方案存在以下不足：

(1)传统汽轮机转速仿真逻辑中，流量的计算直接用调门开度代替，没有考虑调门流量特性的因素，导致进汽流量环节的计算线性很差。

(2)传统转速仿真逻辑为开环回路，没有考虑鼓风摩擦和轴承机械摩擦损失负反馈作用。