目錄
第1章 抽水蓄能電站機(jī)組控制與調(diào)節(jié)概述 1
1.1 抽水蓄能基本原理 1
1.2 水輪機(jī)調(diào)速器的控制策略和結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 PI調(diào)節(jié) 2
1.2.2 PID調(diào)節(jié) 3
1.2.3 狀態(tài)反饋 3
1.2.4 變調(diào)節(jié)參數(shù)控制和自校正控制 4
1.3 調(diào)速器裝置的分類(lèi)和發(fā)展 4
1.3.1 調(diào)速器基本分類(lèi) 4
1.3.2 調(diào)速器發(fā)展歷史 5
1.3.3 調(diào)速器發(fā)展趨勢(shì) 7
思考題 9
第2章 抽水蓄能電站機(jī)組控制與調(diào)節(jié)原理和方法 10
2.1 機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本原理 10
2.1.1 水力發(fā)電控制與水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 10
2.1.2 水輪機(jī)調(diào)節(jié)動(dòng)作原理 12
2.1.3 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 15
2.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性 16
2.2.1 系統(tǒng)靜態(tài)特性 17
2.2.2 調(diào)速器靜態(tài)特性 17
2.2.3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)與調(diào)速器靜態(tài)特性關(guān)系 18
2.2.4 靜態(tài)特性表征參量 20
2.3 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 23
2.3.1 水輪機(jī)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性 24
2.3.2 水輪機(jī)調(diào)速器動(dòng)態(tài)特性 26
2.4 機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本控制 30
2.4.1 調(diào)速器工況和模式 30
2.4.2 調(diào)速器典型控制模式 31
2.4.3 調(diào)速器一次調(diào)頻 34
2.5 機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本性能指標(biāo) 36
2.5.1 過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo) 36
2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)中部分對(duì)動(dòng)態(tài)特性的規(guī)定 37
2.5.3 標(biāo)準(zhǔn)中部分對(duì)靜態(tài)特性的規(guī)定 40
2.6 機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型工況及控制流程 41
2.6.1 發(fā)電工況 43
2.6.2 抽水工況 45
2.7 機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本調(diào)節(jié)策略和方法 46
2.7.1 開(kāi)機(jī)調(diào)節(jié) 46
2.7.2 發(fā)電調(diào)節(jié) 50
2.7.3 抽水調(diào)節(jié) 53
思考題 54
第3章 抽水蓄能電站機(jī)組控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu) 55
3.1 電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 55
3.1.1 電氣控制單元 55
3.1.2 反饋測(cè)量單元 59
3.1.3 輸出控制單元 61
3.2 機(jī)械液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 63
3.2.1 主配壓閥 63
3.2.2 事故配壓閥 67
3.2.3 分段關(guān)閉閥 70
3.3 液壓蓄能系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 74
思考題 81
第4章 抽水蓄能電站機(jī)組建模與仿真 82
4.1 調(diào)速器數(shù)學(xué)模型 82
4.1.1 微機(jī)調(diào)速器數(shù)學(xué)模型 82
4.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型 82
4.1.3 引水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 83
4.2 水泵水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型 85
4.2.1 基于全特性的模型 85
4.2.2 IEEE模型 87
4.2.3 簡(jiǎn)化模型 88
4.3 發(fā)電機(jī)模型 88
4.3.1 三階發(fā)電機(jī)模型 88
4.3.2 一階發(fā)電機(jī)模型 91
4.4 勵(lì)磁控制單元 91
4.5 抽水蓄能電站機(jī)組整體系統(tǒng)模型 92
思考題 95
第5章 控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn) 96
5.1 靜態(tài)試驗(yàn) 96
5.1.1 主配壓閥零位調(diào)整 96
5.1.2 導(dǎo)葉接力器全開(kāi)全關(guān)及分段關(guān)閉調(diào)整 97
5.1.3 導(dǎo)葉階躍試驗(yàn) 98
5.1.4 靜態(tài)特性試驗(yàn) 99
5.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 101
5.2.1 空載頻率階躍試驗(yàn) 101
5.2.2 功率階躍擾動(dòng)試驗(yàn) 102
5.2.3 甩負(fù)荷試驗(yàn) 103
5.2.4 一次調(diào)頻試驗(yàn) 105
5.2.5 參數(shù)辨識(shí)試驗(yàn) 107
5.2.6 SFC啟動(dòng)及背靠背啟動(dòng) 112
5.2.7 抽水調(diào)相及抽水工況試驗(yàn) 113
5.2.8 水泵斷電事故停機(jī)試驗(yàn) 114
思考題 114
第6章 控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)新型控制方法應(yīng)用 115
6.1 可變速抽水蓄能電站機(jī)組的控制與調(diào)節(jié) 115
6.1.1 原理簡(jiǎn)述 115
6.1.2 變速抽水蓄能電站機(jī)組運(yùn)行控制策略 116
6.1.3 發(fā)電工況下的控制策略 117
6.1.4 水泵工況下的控制策略 119
6.2 智能抽水蓄能電站調(diào)速系統(tǒng) 119
6.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀 120
6.2.2 總體要求 120
6.2.3 設(shè)計(jì)方案 121
6.2.4 調(diào)速系統(tǒng)功能 122
6.3 調(diào)速系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷 123
6.3.1 總體結(jié)構(gòu) 123
6.3.2 特征指標(biāo)計(jì)算及性能分析 124
6.3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畫(huà)面 126
思考題 128
第7章 抽水蓄能電站機(jī)組過(guò)渡過(guò)程 129
7.1 過(guò)渡過(guò)程的計(jì)算理論 130
7.1.1 水擊現(xiàn)象及其傳播速度 130
7.1.2 直接水擊與間接水擊 132
7.2 水擊壓力計(jì)算 135
7.2.1 直接水擊壓力計(jì)算 135
7.2.2 間接水擊壓力計(jì)算 135
7.2.3 調(diào)節(jié)保證計(jì)算中的水擊計(jì)算 137
7.3 轉(zhuǎn)速上升計(jì)算 139
7.3.1 轉(zhuǎn)速上升公式推導(dǎo) 139
7.3.2 轉(zhuǎn)速上升公式參數(shù)確定 140
7.3.3 推薦公式 143
7.4 調(diào)節(jié)保證計(jì)算步驟與實(shí)例 145
7.4.1 調(diào)節(jié)保證計(jì)算步驟 145
7.4.2 調(diào)節(jié)保證計(jì)算實(shí)例 145
7.5 抽蓄機(jī)組的水力過(guò)渡過(guò)程 148
7.5.1 機(jī)組關(guān)閉規(guī)律特殊性 149
7.5.2 特殊計(jì)算工況考慮 150
7.5.3 小波動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程復(fù)雜 150
7.5.4 壓力脈動(dòng)及尾水管最小壓力計(jì)算成果的設(shè)計(jì)取值 151
7.5.5 注意事項(xiàng) 152
思考題 152
第8章 抽水蓄能電站機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)實(shí)例 153
8.1 某抽水蓄能電站調(diào)速器控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成 153
8.1.1 某抽水蓄能電站電氣控制系統(tǒng) 153
8.1.2 某抽水蓄能電站機(jī)械液壓控制系統(tǒng) 156
8.2 某抽水蓄能電站調(diào)速器控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理 158
8.2.1 電氣控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理 158
8.2.2 液壓控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理 159
8.3 某抽水蓄能電站調(diào)速器控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn) 163
8.3.1 自動(dòng)開(kāi)停機(jī)試驗(yàn) 163
8.3.2 并網(wǎng)發(fā)電工況試驗(yàn) 164
8.3.3 水泵工況試驗(yàn) 168
8.3.4 試驗(yàn)結(jié)論 172
思考題參考答案 172
參考文獻(xiàn) 173