基于swt-2000型调速器在响洪甸抽水蓄能电站的应用

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1、基于SWT-2000型调速器在响洪甸抽水蓄能电站的应用（安徽省响洪甸蓄能发电有限责任公司安徽六安237335）摘要：木文结合响洪甸抽水蓄能机组调速器设计的要求，依据国内设计制造能力，以及国外同行在抽水蓄能电站调速器系统设计、制造、设备性能、运行等方面的成功技术和经验的消化吸收，介绍了SWT-2000型调速器在响洪甸抽水蓄能电站的应用，着重说明了该型调速器的基木组成，安装及调速过程及常见故障分析。该型调速器的成功投运对我国抽水蓄能机组的发展积累了相当有益的经验。关键词：调速器；控制功能；调速系统；现场调试。0引言响洪甸抽

2、水蓄能电站安装2台单机容量为40/55MW的单级可逆式水泵水轮机组，该机组也是目前我国首台自行设计制造的国产化机组。由于其运行的特殊性，机组为双转速，水头（扬程）的变化幅度大，决定了机组的工况转换复杂，主要工况转换多达23种之多，机组的启动频繁，因此，对调速器的性能、功能及可靠性提出了很高的要求。由南瑞集团公司生产的SWT-2000型调速器系统，于2015年在电站经过全面的试验后投入运行至今，其技术指标达到国家相关行业标准要求、满足设备招标书、合同及运行要求。1调速器的系统结构及特点1.1基木情况SWT-2000型微机

3、调速系统由南瑞集团公nJ生产，系统结构如图1所示。其微机调节器部分采用了贝加莱公司的PCC2005控制器为核心，机械液压部分则选用了BOSCH公司的比例伺服阀作为电液转换单元，南瑞ZFL-100/D阀作为主配压阀，电源、控制模块、传感器等全部采用了双冗余配置，且采用了第三方智能切换单元作为仲裁判断，软件部分则采用了南瑞公司专奋的改进型并联PID算法、双微分算法等，拥有完全自主知识产权。图1.调速系统结构图1.2基本参数电气调节枳：SAFR-2000H型微机调速器液压操作柜：ZFL/D-100型液压随动系统：伺服比例阀测

4、频方式：残压测频+齿盘双路测频电源电压及供电方式：交流220v，直流220v供电方式为双重供电，人工转速死区范围：0-±10%。2调速器的主要控制功能及特点SAFR-2000H系列水轮机调速器电气调节装置采用模块化设计，选用了奥地利B&R公司2005系列的PCC模块作为机组调速器的硬件主体。电气调节装置采用国网电力科学研究院研发的NARI-PID2控制算法（原理图如图2）其主要控制功能包括：图2PID控制算法原理图2.1变结构、变参数的自适应控制策略装置在实吋操作系统的任务调度下完成变结构、变参数

5、的自适应控制策略。它的自适应目标是：根据工况和装置的工作状态调整算法结构去适应变化,实现安全发电和调节性能的最优化。2.2容错控制策略的实现为满足电站稳定安全运行的要求，装置的容错控制策略通过故障诊断和分析来进行容错控制。容错控制策略分为以下几个部分实现：2.2.1发电机转速反馈失效：发电机转速信号在水轮机调速器的控制中是十分重要的反馈信号，在装置中设置了机组频率和系统频率相结合来实现高可靠性。当频率信号没奋时，在发电状况下保持无扰动，空载吋导叶开度开到空载开度。2.2.2行程反馈失效：行程反馈信号也是调速器控制中的重

6、要反馈量。当导叶反馈信号出现故障吋，调速器将自动切换到手动控制模式。2.2.3水头信号失效：水头信号在调速器的优化控制的经济运行中有着关键作用。在水头信号失效之后，装置将按照最安全的控制策略进行过程控制，冋吋可以由运行人员来修改水头。2.2.4功率反馈失效：功率反馈信号在调速器的运行中不是关键的反馈量，在它失效之后，仅仅导致发电中的按功率调差控制被切除。2.4水轮机调速器控制软件的实现由于水轮机调速器所处的环境一般比较恶劣和复杂，所以为保证调速器控制的可靠性，除了选用高可靠性的PCC模块构成双机冗余的切换系统外，还要求

7、设计的软件具有高的可靠性。3调速器的现场试验情况2015年6月，机组的调速器在安装完成后进行了全面的静态和动态调试试验，完全达到了设计和运行要求。3.1静态调试试验3.1.1设置机组冇关参数选择A套和B套调试，分别设置两套系统参数。数据如下：机组基本运行参数：机组时间常数9.4S水力吋间常数2.5S水轮机方向分段关闭投入点26.3%水泵方向分段关闭投入点26.3%功率调整吋间常数50S频率调整吋间常数100S开机限时：60S跟踪频差（滑差）：0.01HZ调差系数：6%机组各水头下运行参数设置如表1:3.2.2模拟量定位

8、分别将导叶开至最大开度和关至最小开度，记录对应情况下导叶采用数值。并设置系统定位。3.2.3导叶副环试验试验目的是为了检査闭环控制中输出电压与电液伺服阀配合是否适当;确定导叶副环控制的比例、积分死区、稳零输出等参数。选择A套和B套调试，进入导叶副环扰动界面，设置导叶副环KP，积分死区DB参数。进行导叶阶跃扰动，最后记录试验波形（见