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摘要：本文在建立了基于阀门流量特性的汽轮机及其调速系统的模型的基础上，对汽轮机阀门流量对电力系统的影响极其优化措施进行了分析，最终提出了相应的性能改进策略，目的在于使汽轮机整体性能能够得到最大程度的提高，以为电力系统运行稳定性与安全性的提高提供保证。
关键词：汽轮机；阀门流量特性；电力系统；影响；控制
前言：电力系统存在的意义在于实现对社会生产与人民生活的供电，作为电力系统中的重要组成部分，汽轮机的阀门流量特性影响着电力系统运行的稳定性，对其性能进行优化对于电力系统的长远稳定运行具有重要意义，因此有必要对这一问题进行分析。
1 基于阀门流量特性的汽轮机及调速系统模型
低频振荡问题是电力系统在运行过程中容易遭遇的主要问题之一，电力领域对此十分重视，但受种种因素影响，目前电力领域针对低频振荡问题的研究还并不够深入，但整体认为，汽轮机的阀门流量特性很容易导致低频振荡问题的出现。在汽轮机的运行过程中，其阀门的开度会对其蒸汽流量产生影响，两者呈正相关[1]。换句话说，阀门开口越大，蒸汽流量也就越大。两者之间的关系被称为阀门流量特点。蒸汽的压力会对蒸汽流量产生影响，压力越大流量越大。理论上讲，对汽轮机阀门流量特性的分析需要在考虑蒸汽压力的前提下完成，但在汽轮机的实际运行过程中，阀门流量特性受蒸汽压力影响较小，因此本文不予考虑。在上述条件下，汽轮机及调速系统模型如下[2]：
图1 汽轮机及调速系统模型
通过对图1的观察与分析可以发现，在汽轮机及其调速系统中，主要包括调节系统与执行机构两个主要部分。其中调节系统所实现的调节功能往往需要在考虑功率设定值以及实际功率的前提下实现，两者通过比例-积分-微分控制以及与前馈作用的结合完成整体调整过程。
2 汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及优化
2.1 汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响
电力系统的运行过程需要汽轮机及其调速系统作为保证与支持，电力系统单机接线效果如下[3]：
图2 电力系统单机接线
通过对图2的分析与观察可以发现，电力系统功能的实现需要首先通过汽轮机及其调速系统来实现，系统所产生的机械功率会对发电机产生作用，进而形成有功功率，在将有功功率反馈到汽轮机及其调速系统的同时，电网也能够在上述功率的支持下得以运行。可见，如果汽轮机及其调速系统，即汽轮机流量特性出现问题，发电机产生有功功率的过程必定会受到影响，因此电力系统也就无法正常运行。
2.2 汽轮机阀门流量特性的优化
在一定环境下，汽轮机阀门流量的变化呈曲线形式运动，因此，对阀门流量特性的优化可以通过优化阀门流量曲线来实现。总的来说，为使优化过程能够更加顺利的实现，有关人员必须首先根据电力系统以及汽轮机的实际运行情况完成曲线的绘制工作[4]。在此之后，便可以根据曲线所存在的缺陷正式展开优化过程。
通过对绘制完成的曲线的分析可以发现，在汽轮机的运行过程中，阀门开口的大小与蒸汽流量之间并非呈线性关系。为使阀门流量特性能够得到调整，可以通过发送相应的流量指令以及阀位指令的方式来实现，通过对两种指令的发送，汽轮机的阀门流量能够得到很好的调节，最终达到优化电力系统运行效果的目的。
3 汽轮机性能的改进策略
由于汽轮机的性能会对发电机的发电过程产生影响，进而影响到电力系统的运行，因此，为提高电力系统运行的稳定性与安全性，必须对汽轮机的性能进行优化，这一过程十分重要。鉴于目前我国针对汽轮机性能的理论研究较少，同时其性能的改进对于整体改进水平要求较高，因此具体的改进过程必须在总结实际案例经验的基础上实现[5]。
做好仿真实验能够为汽轮机性能的改进提供大量的实际案例，对于改进策略的研究能够起到一定的参考作用。在对大量仿真实验的结果进行总结的基础上，发现可以通过如下策略的实施完成汽轮机性能的改进工作：
首先，汽轮机性能的改建受人为因素影响严重。在长期使用以及运行过程中，汽轮机出现故障不可避免，其中功率的波动属于故障的主要表现形式，为了使上述波动能够被有效的解决，必须采取人工的方法对汽轮机进行控制。由于故障发生时汽轮机处于自动运行的状态，因此在将其调整为人工控制时，这一调整过程往往需要一定的时间作为保证。时间方面的延误是导致汽轮机性能无法及时恢复的主要原因，因此，为使其性能得到优化，首先必须降低人为因素对其性能以及维修过程所造成的影响，这一点十分重要。
其次，为使汽轮机机组功率发生波动时能够被自动纠正，对控制器进行安装和利用能够起到较好的效果。相对于人为控制而言，控制器在纠正波动的过程中能够实现自动化，这必定能够避免时间延误问题的出现。通过对比例-积分-微分控制这一环节的修改，能够使自动控制过程得以实现。对上述环节的修改能够直接使汽轮机的速度得到控制，鉴于速度与功率之间的关系，汽轮机的功率也就能够被有效的调节，进而最终达到优化汽轮机阀门流量、保证电力系统稳定运行的目的。
结论：
通过上述文章的分析可以看出，汽轮机是维持电力系统运行的一个重要部分。受不确定因素影响，汽轮机在运行过程中很容易出现低频振荡的问题，这一问题出现会严重影响电力系统的运行效率，因此，有关人员必须对汽轮机的性能进行优化。修改比例-积分-微分控制环节，并对控制器进行安装与应用能够使求汽轮机阀门流量特性得到优化与改善，对此，电力领域有关人员必须加以重视。
参考文献：
[1]盛锴,刘复平,刘武林,寻新,王伯春,李劲柏. 汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制策略[J]. 电力系统自动化,2012,07:104-109.
[2]徐衍会,马骢,邓小文,蔡笋. 汽轮机阀门控制方式切换引发低频振荡的实例及其机理分析[J]. 电力自动化设备,2015,03:170-174.
[3]张曦,黄卫剑,朱亚清. 汽轮机阀门流量特性分析与优化研究[A]. 中国电力企业联合会科技开发服务中心.2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C].中国电力企业联合会科技开发服务中心、电力行业热工自动化技术委员会:,2010:8.
[4]李克雷,李元元,王文宽,庞向坤. DEH系统阀门管理组态参数优化方法的研究与应用[A]. 中国电机工程学会.2013年中国电机工程学会年会论文集[C].中国电机工程学会:,2013:7.
[5]姜连轶. 兼顾安全性和经济性的汽轮机阀门管理优化[A]. .财务资产与物资管理实践——2015全国电力行业企业管理创新论文大赛获奖论文[C].:,2015:2.
论文作者:安鲲
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/7
标签：汽轮机论文; 阀门论文; 流量论文; 电力系统论文; 特性论文; 性能论文; 功率论文; 《电力设备》2016年第17期论文;