[发明专利]一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法

说明书

本发明公开了求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法,其步骤为：建立水流量变化公式、设定蜗壳进口压力限制公式、设定尾水管真空度限制公式、并限制甩负荷稳定性，最后采用粒子群多目标寻优算法求解最优值。本发明根据导叶开度变化、水轮机组转速变化与水锤压力之间的关系建立目标函数，结合水轮机组自身设计要求的蜗壳进口压力限制、尾水管真空度限制和水轮机组甩负荷实验品质要求，建立四个相关联的目标函数，最后再通过粒子群多目标寻优求解出导叶快关和慢关合理的临界值，从而能通过导叶快关和慢关的配合来去消除甩负荷对水轮机组和主要设备带来的影响。

技术领域

本发明涉及水电站水轮机组领域，特别是一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法。

背景技术

水轮机组在发电运行过程中由于一些非正常因素导致事故停机就会导致水轮机组出现甩负荷的情况。

事故停机时，如果导叶关闭过慢，水轮机组会过速，时间长了轴瓦就会出现损伤；如果导叶关闭过快，水轮机组就会出现抬机。

如果关闭时间太短，尾水管进口第一波压力值将出现较大幅值的下降问题；如果关闭时间太长，除了会增加水轮机组的压力脉动，会导致尾水管进口第二波压力幅值出现较大的下降。

因此，如何合理解决导叶快关与慢关的问题是一个值得思考的问题。

但是，目前并不存在一个切实有效的方法来解决水轮机组导叶快关与慢关的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法。本发明能够求解得到快关与慢关配合的一个界定点，通过快关和慢关的配合来去消除甩负荷对水轮机组和主要设备带来的相关影响。

本发明的技术方案：一种求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法，其步骤如下：

A、建立并求解目标函数F1：根据水轮机组导叶的开度变化和水轮机组的转速变化建立水流量变化公式该公式即为水锤压力等效公式；

B、判断是否满足目标函数F2：F2为0＜P≤P_max，若步骤A的解满足F2则执行步骤C，反之执行步骤A；P为水轮机组的蜗壳进口压力，P_max为厂家设计的蜗壳进口最大压力；

C、判断是否满足目标函数F3：F3为0＜W≤W_max，若步骤B的解满足F3则执行步骤D，反之执行步骤B；W为水轮机组的尾水管真空度，W_max为厂家设计的尾水管最大真空度；

D、判断是否满足目标函数F4：甩负荷之后水轮机组的转速上升值为N_max，F4为N_max符合机组甩负荷转速上升要求，若步骤C的解满足F4则执行步骤E，反之执行步骤C；

E、选择算法求解：采用粒子群多目标寻优算法求解，满足则求得最优值τ，反之则执行步骤D。

前述的求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法中，步骤A所述的水流量变化公式中，Q表示水流量、τ表示导叶的开度，n表示水轮机组的转速；将水流量Q的变化等效为水锤的压力。

前述的求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法中，步骤B所述的蜗壳进口压力P可直接从水轮机组测得；步骤C所述的尾水管真空度W可直接从水轮机组测得。

前述的求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法中，步骤D所述的建立目标函数4的具体内容如下：根据网调技术规范机组甩100％额定负荷后，在转速变化过程中，超过稳态转速3％额定转速值以上的波峰个数不超过2个。

前述的求解机组甩负荷时导叶关闭临界点模型的方法中，所述水轮机组甩100％额定负荷后还具有如下要求：

D1、水轮机组甩100％额定负荷后能自动转至空载运行或根据设计要求到停机状态；