高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法与流程

本发明属于抽水蓄能机组控制，涉及一种高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法。

背景技术：

1、抽水蓄能电站通常在电力系统中承担调峰、调频、调相以及事故备用等任务。抽蓄电站主要由上水库、下水库，地下厂房设备（包括机组和球阀）等组成，一般情况下为多台机组从上水库进/ 出水口闸门通过一根压力钢管，连接球阀和机组，最后通过下水库进/ 出水口排至下水库。球阀在正常工作时的作用是通断水流和厂房检修期间的挡水设备；设有两道密封，上游侧为检修密封，下游侧为工作密封；两道密封投退用水一般都取自上游压力钢管，机组正常启停时，只有工作密封进行投退。

2、近年来，部分抽水蓄能电站发生过因球阀工作密封不严而引起的自激振动现象，由自激振动产生的压力钢管压力脉动最大值可达到球阀上游静压力的2倍，危害极大，可能导致爆管、水淹厂房等严重事故，严重威胁电站机组的运行安全。针对此问题，目前各抽蓄电站运行人员的大致事故处置方法和流程如下：球阀水力自激振荡后的处置，

3、(1)通知现场值班人员截断球阀工作密封投入腔进水管路，关闭球阀工作密封进水阀。

4、(2)通知现场值班人员打开球阀工作旁通阀，现地手动开机组导叶。

5、(3)在情况允许的情况下，上位机手动将同一输水钢管的另一备用机组水轮机开机。

6、(4)通知现场值班人员手动投入球阀检修密封。

7、(5)通知备班人员去上水库紧急落上库进出水口闸门。

8、综上可见，在球阀出现自激振荡后，需要现场值班人员通过各种手动干预的办法来消除球阀水力自激振荡，这种仅仅依靠人为进行分析判断和处理的方法，不仅对运行人员的技术水平和经验要求比较高，还存在人为操作不到位或误操作带来的安全分险，而且人为现场处置过程中如果压力钢管或球阀出现大量漏水，对处置人员的人生安全也存在较大风险。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，克服高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相期间，蜗壳压力几倍于转轮室内压力，优化球阀关闭位置和启动压水流程的先后顺序，以及机组保护中发电调相时逆功率保护的闭锁和延时设设置；解决高水头抽水蓄能机组在发电调相启动过程中，导叶全关后，球阀未全关时，高水头造成蜗壳压力远大于转轮室内压力，不利于机组调相启动时压水成功和排除转轮周围水环，导致机组吸收较大有功功率，发电调相工况逆功率保护动作造成事故停机的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，包括如下步骤：

3、步骤一，机组发电稳态，并检测发电稳态转发电调相预条件是否满足，否则流程报警，提示发电转发电调相条件不满足，流程退出；

4、步骤二，机组plc控制有功、无功调节，设置有功功率为0mw，打开上下迷宫冷却水阀，机组plc送发电调相启动模式给机组保护，未到发电调相模式时，闭锁逆功率保护；

5、步骤三，判断机组降有功过程，在延时范围内，机组有功是否降“降有功参考值”以下，超过延时范围未满足有功条件，报警并提示降有功功率失败，流程退出，执行机械事故停机；

6、步骤四，有功功率降至“降有功参考值”后，机组plc给调速器发调相模式命令；

7、步骤五，判断在延时范围内机组导叶是否全关，未全关则报警并提示导叶全关失败，流程退出，执行机械事故停机；

8、步骤六，收到导叶全关后，机组plc给球阀发送关闭命令；

9、步骤七，判断在延时范围内，球阀开度是否小于等于“关球阀参考值”，否则流程报警，提示球阀关闭超时，流程继续执行，等球阀开关小于等于“关球阀参考值”，执行下一步流程；

10、步骤八，机组plc调用充气压水子流程；

11、步骤九，条件选择；

12、步骤十，机组plc给励磁无功条件模式，设置默认无功功率为10mvar；同时送给监控系统机组发电调相状态。

13、在步骤三、步骤四中，降有功参考值为50mw；步骤七中，关球阀参考值为30%。

14、在步骤九中，条件包括：条件一，球阀全关和球阀工作密封投入；条件二，充气压水成功；条件三，上迷宫环流量正常和下迷宫环流量正常；条件四，调速器调相运行。

15、在步骤九中，条件一在延时范围内球阀全关和球阀工作密封投入，否则提示球阀全关失败，流程退出，执行机械事故停机。

16、在步骤九中，条件二在延时范围内充气压水成功，否则提示压水失败，流程退出，执行机械事故停机。

17、在步骤九中，条件三在延时范围内收到上下迷宫环流量正常，否则提示迷宫环供水阀打开失败，流程退出，执行机械事故停机。

18、在步骤九中，条件四在延时范围内收到调速器调相运行模式，否则提示调速器调相运行失败，流程退出，执行机械事故停机。

19、在步骤九中，四个条件都满足情况下，流程执行下一步；四个条件的延时时间，以四个条件中实际满足需要的最长时间加一定的裕度。

20、本发明的主要有益效果在于：

21、克服了高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相期间，蜗壳压力几倍于转轮室内压力，优化球阀关闭位置和启动压水流程的先后顺序，以及机组保护中发电调相时逆功率保护的闭锁和延时设设置。

22、解决了高水头抽水蓄能机组在发电调相启动过程中，导叶全关后，球阀未全关时，高水头造成蜗壳压力远大于转轮室内压力，不利于机组调相启动时压水成功和排除转轮周围水环，导致机组吸收较大有功功率，发电调相工况逆功率保护动作造成事故停机的问题。

1.一种高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤三、步骤四中，降有功参考值为50mw；步骤七中，关球阀参考值为30%。

3.根据权利要求1所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，条件包括：条件一，球阀全关和球阀工作密封投入；条件二，充气压水成功；条件三，上迷宫环流量正常和下迷宫环流量正常；条件四，调速器调相运行。

4.根据权利要求3所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，条件一在延时范围内球阀全关和球阀工作密封投入，否则提示球阀全关失败，流程退出，执行机械事故停机。

5.根据权利要求3所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，条件二在延时范围内充气压水成功，否则提示压水失败，流程退出，执行机械事故停机。

6.根据权利要求3所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，条件三在延时范围内收到上下迷宫环流量正常，否则提示迷宫环供水阀打开失败，流程退出，执行机械事故停机。

7.根据权利要求3所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，条件四在延时范围内收到调速器调相运行模式，否则提示调速器调相运行失败，流程退出，执行机械事故停机。

8.根据权利要求3所述的高水头抽水蓄能机组发电稳态转发电调相顺控方法，其特征是：在步骤九中，四个条件都满足情况下，流程执行下一步；四个条件的延时时间，以四个条件中实际满足需要的最长时间加一定的裕度。