淺談水電站機組對電力系統沖擊負荷的跟蹤調節

【摘要】一般情況下，水電站發電機組的組成部分主要包括：水輪機組、水輪發電機、水輪機調節，以及其油、水、氣等不同的發電組件。電力系統中，其用電設備也稱作電力系統負荷。隨著足額電力系統負荷的不斷變化，相應的負荷曲線也隨之發生轉變。一般分為：日、月、年三種負荷曲線。沖擊負荷的表現形式一般分為周期性與非周期性，而在實際負荷應用中，最大負荷的時間很短，相對峰值則是平均負荷的數倍或數十倍。本文在水電站機組對電力系統沖擊負荷的跟蹤基礎上，對沖擊系統的跟蹤調節進行分析與研究，提出解決辦法與措施，以供參考。

【關鍵詞】水電站機組；電力系統；沖擊負荷；跟蹤調節

1 、沖擊負荷調節系統的基本原理

在電力系統的發電機有功功率運行中，有功功率會隨著自動跟蹤系統的沖擊負荷的變化，而發的發生變化，而系統頻率也不會受到其沖擊負荷的影響。而在一般情況下，隨著自動調節原理的應用，當W（s）=1時，其調節系統的數值則會隨著其變化而發生改變。而我們要想實現水電站機組的有功功率對沖擊負荷的跟蹤，就必須保證其接受沖擊負荷的有效控制，使其調節系統的相關傳遞函數達到一定的穩定狀態，一般情況即：函數W（s）=1。

而在采用DT電氣液壓調速器的水電站運行系統中，其機組的相關有功功率調節的傳遞函數則可以表示為：圖1

我們在實行調速器的有功功率的調節時，不能僅僅為了實現其單一的調節形式。而此種辦法也不能實現其機組的有效跟蹤調節。因此，為了更好的實現機組的運行效率就必須加強其相應的調節環節，進而有效的保證機組的有功功率的正常運行。即加裝相應的沖擊負荷調節裝置，使其傳遞函數，能保證其機組在沖擊負荷的跟蹤調節下，實現其有效的供電需求，其中，在傳遞函數W（s）=1時，其機組的有功功率則會保持在相應的平衡狀態，但沖擊負荷也會隨著有功功率的變化而發生變化，其主要函數方程為：圖2

但在此函數方程中，必須注意其函數不同數值的變化：首先，是（1-TwS）-1的變化時，其跟蹤裝置則不能實現其函數的有效性。其次，是Ty S發生改變時，跟蹤函數的變化速度只有在小于某一數值的情況下，才能實現其函數的有效性。再次，是K1K2發生改變時，其沖擊負荷也會隨著其數值的改變而發生變化。因此，我們在進行沖擊負荷的跟蹤調節時，應注意上面三方面的函數變化，進而有效的實現其函數沖擊負荷的有效性，繼而降低電力系統正常運行的偏差。

2、 機組有功功率調節系統的液壓放大環節對跟蹤調節的影響

一般情況下，水電站中的水輪機調節，其調節系統的液壓放大環節的輸出，不得超過其某一特定的變化速度。因此，我們在進行液壓放大環節的試驗與操作時，必須保證其實際變化小于機組運行的最大功率，禁忌二實現沖擊負荷的跟蹤調節。當其實際的放大器處于相應的限制工作時，其等效傳遞函數：圖3

其中，當K1K2（>或=）T、K3=1，則W1（s）=1，則輸出的數值也會相應的發生變化。綜上所述，我們在進行速度限制線控制時，一定壓迫注意其最大功率變化速度跟蹤的有效性，進而實現沖擊負荷的有效進行。

3、 機組壓力過水系統水錘效應對跟蹤調節的影響

3.1 不限制反調功率時，跟蹤裝置的傳遞函數

一般情況下，電力系統的運行是不需要降低機組的功率跟蹤調節的功率反調的，其主要是對跟蹤調節階躍的沖擊負荷進行最大功率限制。在這種情況下，我們可以僅僅考慮其壓力過水系統的慣性作用即可。而在此時，當傳遞函數的（1+0.5TwS）變化時，其相應的函數應表示為：圖4

3.2 減少跟蹤調節過程中的反調功率時，跟蹤裝置的傳遞函數

在這種情況下，電站與沖擊負荷連接的輸電線的輸送功率其數值的最大允許變化范圍是極其有限的，而當電站的運行狀態處于最大功率時，其沖擊負荷的反調功率，是不理想的。或電站機組的實際調速系統一開始就出現最大功率的工作狀態時，其跟蹤調節的過程也會相應的降低。其傳遞函數表示：圖5

在此種情況下，其跟蹤裝置的傳遞函數則表示為：圖6

在以上幾種情況下，其水錘效應的運行會隨著機組功率對沖擊負荷跟蹤問題的變化而發生相應的變化。事實上，其系統的沖擊負荷在運行過程中，可以根據跟蹤調節裝置的機組功率運行狀態進行調節，進而實現機組功率的與沖擊負荷的跟蹤調節達到最佳。

4、 沖擊負荷跟蹤調節系統在某水電站的應用

在某水電站裝設的沖擊負荷裝置跟蹤調節系統中，我們可以根據圖6的設計方案進行降低反調措施管理與控制，實現跟蹤調節系統的有效運行。首先，我們在進行實驗時，采用跟蹤調節與不采用跟蹤調節兩種跟蹤調節方式，對其系統的動態過程進行參數記錄，該水電站在進行沖擊負荷跟蹤調節后，其沖擊負荷對電力系統的有功功率的最大偏差相對的降低，其頻率的偏差積分也降低明顯。

總結

在水電站機組運行中，沖擊負荷的應用，對于電力系統的周期性運行頻率極其重要，是推動電力系統安全運行與客戶正常供電的重要保障。為了更好的解決其沖擊負荷的供電問題，一般都是采用增加電力系統發電機容量或裝設沖擊負荷火電機組的方法，進行有效的跟蹤調節，使之適應供電負荷。而在此過程中，沖擊負荷是極其經濟的一種方法，進而推動水電站經濟結構的完整。

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