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摘要：基于水電站機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)為核心進(jìn)行研究，其內(nèi)容包含：沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理、機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓放大環(huán)節(jié)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響、機(jī)組壓力過(guò)水系統(tǒng)水錘效應(yīng)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響、沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)有效運(yùn)用等，通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的分析，希望能為相關(guān)人士提供些許參考。

關(guān)鍵詞：水電站機(jī)組；電力系統(tǒng)；沖擊負(fù)荷；跟蹤調(diào)節(jié)

眾所周知，水電站機(jī)組的組成部分，其內(nèi)容主要包含：水輪機(jī)組、水輪發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)調(diào)節(jié)等重要發(fā)電組件，而且在電力系統(tǒng)當(dāng)中，其中的用電設(shè)備還被人們稱之為電力系統(tǒng)負(fù)荷。與此同時(shí)，負(fù)荷曲線還會(huì)跟隨電力系統(tǒng)負(fù)荷的不斷改變，出現(xiàn)不同層次的轉(zhuǎn)變，目前在實(shí)際工作中最常見(jiàn)的負(fù)荷曲線，分別是：日、月、年。此外，常見(jiàn)的沖擊負(fù)荷表現(xiàn)形式分別是周期性和非周期性兩種，但是在實(shí)際負(fù)荷應(yīng)用的過(guò)程中，若是遭遇到最大負(fù)荷的話，其整體時(shí)間是比較短的，而且相對(duì)應(yīng)的峰值也會(huì)呈現(xiàn)出平均負(fù)荷的數(shù)倍或數(shù)十倍等。對(duì)此，針對(duì)水電站機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)，展開(kāi)以下分析。

1沖擊負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本原理

一般情況下，發(fā)電機(jī)的有功功率會(huì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生變化，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的核心因素是因?yàn)樽詣?dòng)跟蹤系統(tǒng)發(fā)生的沖擊負(fù)荷變化，從而針對(duì)有功功率變化造成影響，但是系統(tǒng)頻率不會(huì)在此過(guò)程中，遭受到任何方面的沖擊負(fù)荷影響。除此之外，在實(shí)際工作中，還會(huì)因?yàn)榘殡S自動(dòng)調(diào)節(jié)原理的運(yùn)用，當(dāng)其處于W（s）=1時(shí)，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)值或其他信息也會(huì)跟隨其變化出現(xiàn)變動(dòng)[1]。也就是說(shuō)，要想實(shí)現(xiàn)水電站機(jī)組的有功功率，對(duì)電力系統(tǒng)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)深入分析，就需要在讓水電站機(jī)組能在工作中接受沖擊負(fù)荷的有效控制，進(jìn)而促使有功功率的調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳遞函數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，也就是函數(shù)W（s）=1。但若是在水電站機(jī)組的運(yùn)行系統(tǒng)中運(yùn)用DT電氣液壓調(diào)速器，那么水電站機(jī)組有關(guān)有功功率調(diào)節(jié)的傳遞函數(shù)，可以通過(guò)以下形式進(jìn)行表達(dá)，如式1所示。由此可見(jiàn)，人員若只是憑借水電站機(jī)組的調(diào)速器有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)組有功功率對(duì)給定功率的跟蹤調(diào)節(jié)，還會(huì)讓其呈現(xiàn)單一的調(diào)節(jié)方式。基于此，為能充分發(fā)揮水電站機(jī)組的運(yùn)行效率，還應(yīng)當(dāng)在此基礎(chǔ)上增加其他相關(guān)環(huán)節(jié)，如：加裝輸入為沖擊負(fù)荷訊號(hào)的跟蹤調(diào)節(jié)裝置等，促使其能正常傳遞函數(shù)，以此來(lái)確保水電站機(jī)組有功功率的正常運(yùn)行，并保證水電站機(jī)組能在沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)下，滿足科學(xué)、合理的供電需求[2]。對(duì)此，在傳遞函數(shù)W（s）=1的時(shí)候，水電站機(jī)組的有功功率會(huì)一直處于平衡的狀態(tài)下，雖然有功功率會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，但是沖擊負(fù)荷也會(huì)伴隨有功功率的變化出現(xiàn)變化，其主要函數(shù)方程為式（2）所示。根據(jù)上列函數(shù)方程可得出，在此函數(shù)方程中需要高度重視其函數(shù)不同數(shù)值的變化。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，當(dāng)（1-TWs）發(fā)生變化的時(shí)候，其跟蹤裝置無(wú)法發(fā)揮其函數(shù)的有效性；第二，當(dāng)TWs發(fā)生變化的時(shí)候，其跟蹤函數(shù)的變化速度，只會(huì)在小于某一數(shù)值的情況下，才能發(fā)揮其函數(shù)的有效性；第三，當(dāng)K1K2發(fā)生變化的時(shí)候，相對(duì)應(yīng)的沖擊負(fù)荷也會(huì)跟隨數(shù)值的改變出現(xiàn)變化。所以，人員在進(jìn)行沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)時(shí)，只有注重以上三點(diǎn)內(nèi)容，才能充分發(fā)揮函數(shù)沖擊負(fù)荷的有效性，最終有效降低電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間出現(xiàn)的偏差問(wèn)題[3]。

2機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓放大環(huán)節(jié)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響

眾所周知，水電站機(jī)組當(dāng)中的水輪機(jī)調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓放大環(huán)節(jié)輸出，不能直接超過(guò)某一特定的變化速度。所以，當(dāng)工作人員在液壓放大環(huán)節(jié)中開(kāi)展試驗(yàn)和操作作業(yè)時(shí)，只有保證其實(shí)際變化沒(méi)有高于水電站機(jī)組的運(yùn)行功率就可以。對(duì)此，針對(duì)機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓放大環(huán)節(jié)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響，展開(kāi)較為深入的分析。當(dāng)其實(shí)際的放大器處于限制工作時(shí)，其等效傳遞函數(shù)，可以以式（3）的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。根據(jù)上述內(nèi)容可清晰看出，在該公式中，其中的K1K2（＞或＝）T、K3=1，則W1（s）=1，則輸出數(shù)值也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的改變?？偠灾?，工作人員在進(jìn)行速度限制線控制的時(shí)候，需要在實(shí)際工作中高度重視其最大功率的變化速度跟蹤，是否具有有效性特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)沖擊負(fù)荷的有效性[4]。

3機(jī)組壓力過(guò)水系統(tǒng)水錘效應(yīng)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響

論水電站機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)，除了需要對(duì)機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液壓放大環(huán)節(jié)，對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響加大研究力度以外，還應(yīng)當(dāng)從：正常反調(diào)功率時(shí)，跟蹤裝置的傳遞函數(shù)；減少反調(diào)功率時(shí)，跟蹤裝置的傳遞函數(shù)兩個(gè)方面，對(duì)機(jī)組壓力過(guò)水系統(tǒng)水錘效應(yīng)對(duì)跟蹤調(diào)節(jié)造成的影響，展開(kāi)較為深入的分析。第一，針對(duì)正常反調(diào)功率時(shí)，跟蹤裝置的傳遞函數(shù)進(jìn)行分析。在正常工作期間，其電力系統(tǒng)的運(yùn)行是不需要降低水電站機(jī)組功率跟蹤調(diào)節(jié)過(guò)程中的功率反調(diào)的，其核心點(diǎn)在于充分考慮水電站機(jī)組功率，能夠以最大速度跟蹤調(diào)節(jié)階躍的沖擊負(fù)荷。但在此過(guò)程中，可以把壓力過(guò)水系統(tǒng)當(dāng)作慣性環(huán)節(jié)考慮內(nèi)容，其跟蹤裝置中和此部分相對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)為1+0.5TWs，但當(dāng)1+0.5TWs出現(xiàn)變化的時(shí)候，其相應(yīng)的跟蹤裝置函數(shù)表示為式（4）。析。處于此背景下的工作狀態(tài)，其電站和沖擊負(fù)荷連接的輸電線和輸送功率，其數(shù)值處于最大變化范圍是有限的，那么當(dāng)水電站機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)處于最大功率時(shí)，其沖擊負(fù)荷的反調(diào)功能是不理想的。或者是說(shuō)水電站機(jī)組的實(shí)際調(diào)速系統(tǒng)，在最開(kāi)始的時(shí)候就處于最大功率的工作狀態(tài)時(shí)，其跟蹤調(diào)節(jié)的過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的下降，其傳遞函數(shù)表示為式（5）。其中式（6）為跟蹤裝置的傳遞函數(shù)。那么在此狀態(tài)下，其水錘效應(yīng)的運(yùn)行也會(huì)跟隨機(jī)組功率的改變，針對(duì)沖擊負(fù)荷跟蹤問(wèn)題的變化從而發(fā)生相應(yīng)的改變，但實(shí)際情況卻是，其系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷在運(yùn)行中，可以依照跟蹤調(diào)節(jié)裝置的機(jī)組功率運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組功率的與沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)達(dá)到最佳。

4沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)有效運(yùn)用

依照電力系統(tǒng)承受沖擊負(fù)荷時(shí)的相關(guān)情況可得出，在負(fù)荷分配的階段，會(huì)存有電機(jī)間功率交換和系統(tǒng)的振蕩問(wèn)題，在一定層次上威脅了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也代表水電站機(jī)組的調(diào)節(jié)方式存在不足之處。那么在調(diào)節(jié)的過(guò)程中，特別是在負(fù)荷變化時(shí)期，電網(wǎng)頻率并沒(méi)有發(fā)生較大改變，要想在機(jī)組運(yùn)行中合理分配功率，則是需要保證機(jī)組的功率能迅速成為預(yù)定值，從而減少各個(gè)機(jī)組之間的功率交換和電力系統(tǒng)的潮流波動(dòng)。在水電站機(jī)組中運(yùn)用電力系統(tǒng)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)，還能在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性的基礎(chǔ)上，減小系統(tǒng)的頻率波動(dòng)。由此可見(jiàn)，在實(shí)際工作中，要想在某個(gè)水電站機(jī)組中裝設(shè)沖擊負(fù)荷裝置跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)，則是需要相關(guān)工作人員能夠根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)方案，有效降低反調(diào)措施管理和控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。對(duì)此，針對(duì)沖擊負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)有效運(yùn)用，展開(kāi)以下分析。第一，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)運(yùn)用跟蹤調(diào)節(jié)和不采用跟蹤調(diào)節(jié)的兩種跟蹤調(diào)節(jié)方式，然后針對(duì)該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行參數(shù)記錄。促使水電站機(jī)組能在進(jìn)行沖擊負(fù)荷跟蹤調(diào)節(jié)后，其沖擊負(fù)荷針對(duì)電力系統(tǒng)的有功功率的最大偏差進(jìn)行相應(yīng)的下降，并保證其頻率的偏差積分也能得到有效降低。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，一般情況下，當(dāng)水電站機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，其沖擊負(fù)荷的有效應(yīng)用，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的周期性運(yùn)行頻率極其重要，同時(shí)還是促進(jìn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和客戶正常供電的基礎(chǔ)保障。對(duì)此，為有效解決沖擊負(fù)荷出現(xiàn)的供電問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用增加電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)容量或裝設(shè)沖擊負(fù)荷火電機(jī)組的方式，組織開(kāi)展有效的跟蹤調(diào)節(jié)，促使其能適應(yīng)供電負(fù)荷。

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作者:郭藍(lán)彬 單位:中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司