Андрєєв Д.С., Силаєв А.А. Система групового регулювання активної потужності гідроагрегатів Волзької ГЕС

Наша сеть партнеров Banwar

УДК 681.5

Андрєєв Денис Сергеевіч1, Силаєв Олексій Александровіч2
1Волжскій політехнічний інститут (філія) ФГБОУ ВПО «Волгоградський державний технічний університет», магістрант
2Волжскій політехнічний інститут (філія) ФГБОУ ВПО «Волгоградський державний технічний університет», кандидат технічних наук, доцент кафедри автоматики, електроніки та обчислювальної техніки

анотація
У статті розглядаються питання групового управління потужністю гідроелектростанції (ГЕС).Запропоновано два методи розподілу навантаження між групою гідроагрегатів в мережі, в залежності від завдання групового регулятора активної потужності (ГРАМ) ГЕС.При розрахунку завдання потужності враховуються експериментальні дані отримані з Волзької ГЕС.Робота методів перевірена на математичній моделі в просторі станів.

Ключові слова: активна потужність , гідроагрегат , гідроелектростанція , групове регулювання , груповий регулятор активної потужності , моделювання , навантаження , електроенергетична система

Andreev Denis Sergeevich1, Silaev Alexey Alexandrovich2
1Volzhskiy Polytechnical Institute (branch) of the Volgograd State Technical University, student
2Volzhskiy Polytechnical Institute (branch) of the Volgograd State Technical University, Ph.D. in technical Sciences, associate professor of the chair Automatics, Electronics and Computer Engineering

plant (HPP). Two methods of load distribution between the group of hydraulic units in the network , depending on the task group controller of active power (GRAM) HPP. In the calculation takes into account the power setting the experimental data obtained with the Volga Hydroelectric Power Station . Work methods tested on the mathematical model in state space .

Keywords: active power group regulation , group control of active power , hydroelectric , hydroelectric power , power system , simulation load

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНІЧНІ НАУКИ

Бібліографічна посилання на цю статтю:
Андрєєв Д.С., Силаєв А.А. Система групового регулювання активної потужності гідроагрегатів Волзької ГЕС // Сучасні наукові дослідження та інновації. 2015. № 6. Ч. 2 [Електронний ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/06/55568 (дата звернення: 25.03.2019).

Система групового регулювання активної потужності гідроагрегатів (ГА) призначена для вироблення необхідної активної потужності всієї ГЕС за допомогою групи гідроагрегатів. При цьому існує безліч рішень отримання необхідної потужності всієї ГЕС, а також на роботу всіх гідроагрегатів накладається ряд обмежень, таких як плановий і не позаплановий ремонт, пуско-налагоджувальні роботи і т.д. Тому управління активної потужності є важливим завданням, а для її вирішення використовуються методи нечіткої логіки та функціонального програмування.
Варто відзначити, що зараз спостерігається тенденція переходу гідроелектростанцій до комплексних цифровим автоматичним системам управління і оснащення системами ГРАМ.
Груповий регулятор активної потужності здійснює автоматичне управління і економічне розподілу навантажень між електростанціями, процес розподілу здійснюється пристроями автоматичного регулювання енергосистеми, з виходу системи сигнал надходить на вхід станційної системи ГРАМ. Остання виконує автоматичне регулювання активної частоти і розподіл навантажень між гідротубінамі ГЕС [1].
В системі групового регулювання активної потужності гідроагрегатів можлива реалізація двох способів регулювання.

В роботі використовувалися експериментальні дані, зібрані на Волзької ГЕС. Дані являють собою масиви записаних вимірювань показників роботи гідроагрегатів в мережі Грам (завдання від Грам на все гідроагрегати, добове навантаження всіх гідроагрегатів, добове навантаження гідроагрегату №2, №4, №8, №9) Аналіз експериментальних даних показує, що в процесах присутні досить великі динамічні помилки, в тому числи і перерегулирование, а так само статичні помилки (помилки в сталим режимі). Так на малюнку 2 представлена ​​помилка регулювання активної потужності. Перерегулювання в перехідних процесах досягає досягає 25%.

Така помилка обумовлена, по-перше неякісної налаштуванням регулятора активної потужності, а по-друге незадовільної роботи системи групового регулювання.
Перший спосіб полягає в рівномірному розподілі потужності між гідроагрегатами. Так як в процесі роботи гідроагрегатів в системі Грам активна потужність змінюється безперервно від 40 до 120 МВт [2], навантаження рівномірно розподіляється на кожен гідроагрегат, зі збільшенням навантаження число агрегатів в мережі збільшується на один, а зі зменшенням гідроагрегат переходить на холостий хід.

де:
- кількість гідроагрегатів в мережі;
загальна кількість гідроагрегатів.

де:
- переміщення лопатей робочого колеса;
-переміщення лопаток направляючого апарату.

де:
- завдання ГЕС від ГРАМ.

На малюнку 5 і малюнку 6 видно, що відхилення активної потужність від завдання сформованої ГРАМ, коливається щодо значення з амплітудою 0,5 МВт. Крім того при швидкості зміни заданої потужності 1МВт / сек динамічна похибка не перевищує 1.2МВт, отже, система управління відповідає заданим вимогам [3] і забезпечує оптимальне регулювання по швидкодії.
На малюнку 4 видно, що недоліком такої системи являє стрибкоподібне зміна завдань активної потужності, що буде приводити в свою чергу до вібрацій і, отже, до зносу устаткування.
У другому способі в залежності від навантаження гідроагрегати перебувають в номінальному режимі роботи, а нерозподілений потужність регулюється одним або декількома гідроагрегатами.

де:
- кількість гідроагрегатів в мережі працюють в номінальному режимі;
-кількість гідроагрегатів виробляють залишкову потужністю.

Малюнок 10 - Відносна похибка моделювання отримана за першим способом, де gram_zad - завдання від ГРАМ, gram_reg - завдання від регулятора ГЕС

На малюнку 9 видно, що відхилення активної потужність від завдання сформованої ГРАМ, коливається щодо значення з амплітудою 0,5 МВт. Крім того при швидкості зміни заданої потужності 1МВт / сек динамічна похибка не перевищує 1МВт, отже, система управління відповідає заданим вимогам і забезпечує максимальне значення ККД, так як кожен гідроагрегат в мережі працює в інтервалі від 100 до 120 МВт.
На малюнку 10 видно, що в порівнянні з першим перерозподіл завдань активної потужності відбувається з незначною зміною на кожному гідроагрегат в мережі.
У другому способі в залежності від навантаження гідроагрегати перебувають в номінальному режимі роботи, а нерозподілений потужність регулюється одним або декількома гідроагрегатами.
Обидва способи мають свої переваги і недоліки. Так, наприклад, перший спосіб дозволяє отримати оптимальне регулювання активної потужності по швидкодії. А другий спосіб дозволяє отримати систему регулювання активної потужності з максимальним ККД.
Тому в залежності від завдання активної потужності і ситуації, що склалася на ГЕС необхідно комбінувати обидва способи управління в системі регулювання активною потужністю гідроагрегатами.

1. ,, Патент №1201956. Пристрій групового управління активною потужністю гідроагрегатів.

2. Технічний звіт натурних випробувань гідроагрегату після реконструкції з визначенням робочих характеристик Волзької ГЕС.

3. РД 153-34.0-35.519-98 Загальні технічні вимоги до керуючих підсистемах агрегатного і станційного рівнів АСУ ТП ГЕС.

4. Браганець С.А., Гольцов А.С., Савчиці А.В. Система адаптивного управління та діагностики сервомоторів направляючого апарату гідроагрегату з поворотно-лопатевої турбіною: № 3 (26) / том 26/2013.

Кількість переглядів публікації: Please wait

Всі статті автора «Андрєєв Денис Сергійович»