目錄
第1章 抽水蓄能電站機組控制與調(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)速器裝置的分類和發(fā)展 4
1.3.1 調(diào)速器基本分類 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 7
思考題 9
第2章 抽水蓄能電站機組控制與調(diào)節(jié)原理和方法 10
2.1 機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本原理 10
2.1.1 水力發(fā)電控制與水輪機調(diào)速系統(tǒng) 10
2.1.2 水輪機調(diào)節(jié)動作原理 12
2.1.3 水輪機調(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)的動態(tài)特性 23
2.3.1 水輪機控制系統(tǒng)動態(tài)特性 24
2.3.2 水輪機調(diào)速器動態(tài)特性 26
2.4 機組調(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 機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本性能指標 36
2.5.1 過渡過程品質(zhì)指標 36
2.5.2 標準中部分對動態(tài)特性的規(guī)定 37
2.5.3 標準中部分對靜態(tài)特性的規(guī)定 40
2.6 機組調(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 機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)基本調(diào)節(jié)策略和方法 46
2.7.1 開機調(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 反饋測量單元 59
3.1.3 輸出控制單元 61
3.2 機械液壓控制系統(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 微機調(diào)速器數(shù)學(xué)模型 82
4.1.2 執(zhí)行機構(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 簡化模型 88
4.3 發(fā)電機模型 88
4.3.1 三階發(fā)電機模型 88
4.3.2 一階發(fā)電機模型 91
4.4 勵磁控制單元 91
4.5 抽水蓄能電站機組整體系統(tǒng)模型 92
思考題 95
第5章 控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗 96
5.1 靜態(tài)試驗 96
5.1.1 主配壓閥零位調(diào)整 96
5.1.2 導(dǎo)葉接力器全開全關(guān)及分段關(guān)閉調(diào)整 97
5.1.3 導(dǎo)葉階躍試驗 98
5.1.4 靜態(tài)特性試驗 99
5.2 動態(tài)試驗 101
5.2.1 空載頻率階躍試驗 101
5.2.2 功率階躍擾動試驗 102
5.2.3 甩負荷試驗 103
5.2.4 一次調(diào)頻試驗 105
5.2.5 參數(shù)辨識試驗 107
5.2.6 SFC啟動及背靠背啟動 112
5.2.7 抽水調(diào)相及抽水工況試驗 113
5.2.8 水泵斷電事故停機試驗 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組的控制與調(diào)節(jié) 115
6.1.1 原理簡述 115
6.1.2 變速抽水蓄能電站機組運行控制策略 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)測及故障診斷 123
6.3.1 總體結(jié)構(gòu) 123
6.3.2 特征指標計算及性能分析 124
6.3.3 實時監(jiān)測畫面 126
思考題 128
第7章 抽水蓄能電站機組過渡過程 129
7.1 過渡過程的計算理論 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 水擊壓力計算 135
7.2.1 直接水擊壓力計算 135
7.2.2 間接水擊壓力計算 135
7.2.3 調(diào)節(jié)保證計算中的水擊計算 137
7.3 轉(zhuǎn)速上升計算 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)保證計算步驟與實例 145
7.4.1 調(diào)節(jié)保證計算步驟 145
7.4.2 調(diào)節(jié)保證計算實例 145
7.5 抽蓄機組的水力過渡過程 148
7.5.1 機組關(guān)閉規(guī)律特殊性 149
7.5.2 特殊計算工況考慮 150
7.5.3 小波動調(diào)節(jié)過程復(fù)雜 150
7.5.4 壓力脈動及尾水管最小壓力計算成果的設(shè)計取值 151
7.5.5 注意事項 152
思考題 152
第8章 抽水蓄能電站機組調(diào)速系統(tǒng)實例 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 163
8.3.1 自動開停機試驗 163
8.3.2 并網(wǎng)發(fā)電工況試驗 164
8.3.3 水泵工況試驗 168
8.3.4 試驗結(jié)論 172
思考題參考答案 172
參考文獻 173