福建棉花灘水電廠4號機調速器國產化改造

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　　由福建棉花灘水電開發有限公司、武漢大學和武漢四創公司合作承擔的“棉花灘水電廠4號機調速器國產化改造”項目，于2012年12月13日由福建省中試院完成了現場測試和建模試驗，并投入運行。

　　該項目以機組非線性建模與實時仿真為主要研究方法，在深入分析原有進口調速器的控制規律和控制策略的基礎上，吸收了原有調速器的優點，從而確定了國產調速器的系統結構、調節模式和控制規律。事實表明，機組的精細化建模與實時仿真為國產調速器的研發和優化提供了很好的平臺，實時仿真模型與真實水輪機特性吻合度較好，通過實時仿真所選擇的調速器參數與真機運行參數基本一致。

　　改造后的調速器主要性能指標均滿足或優于國家標準，現場測試結果與國家標準的比較如下：

技術指標	國家標準	實測結果
靜特性轉速死區	ix≤0.02%	ix=0.002%
自動開機過程	tSR/t0.8≤5	tSR/t0.8=1.63
空載頻率擺動值	在手動小于±0.20%時 ≤±0.15%	手動為-0.74%~+0.1%，自動為-0.14%~+0.12%
接力器不動時間	Tq≤0.2S	Tq=0.08S
甩100%負荷	tE/tM≤8，波峰數≤2， nmin/nr=0.90	tE/tM=4.27，波峰數=1， nmin/nr=0.998

　　一次調頻性能優于華東電網的要求，現場測試結果與華東電網一次調頻要求的響應性能比較如下：

一次調頻響應性能技術指標	華東電網一次調頻響應性能要求	實測結果
一次調頻負荷響應滯后時間（即額定水頭在50m及以上的水電機組，其一次調頻負荷響應滯后時間）	≤4s	1.9s
一次調頻負荷達到規定調整幅值時間（即當電網頻率變化超過機組一次調頻死區時，機組一次調頻的負荷調整幅度應在此時間內達到一次調頻的最大負荷調整幅度的100%）	≤15s	2.8s
一次調頻負荷穩定時間（即在電網頻率變化超過機組一次調頻死區時開始，在此時間內，機組實際出力與機組響應目標偏差的平均值應在機組額定有功出力的±3%以內。）	≤45s	2.4s

　　從甩100%負荷特性看，改造后的新調速器優于原進口老調速器，新、老調速器甩100%負荷特性比較如下：

技術指標	國家標準	新調速器實測結果	原進口調速器實測結果
調節時間tE與轉速升速時間tM的比值	tE/tM≤8	tE/tM=4.27	tE/tM=7.48
超過穩態轉速3%額定轉速值以上的波峰數	波峰數≤2	波峰數=1	波峰數=2
甩負荷后機組的最低相對轉速	0.90≤nmin/nr	nmin/nr=0.998	nmin/nr=0.96

　　從以上測試結果可以看出棉花灘水電廠4號機調速器國產化改造是非常成功的，其主要性能指標均優于國家標準，達到了預期的目的，為將來的檢修、維護和運行帶來了極大的方便。