摘要：汽轮机阀门流量特性是影响电力系统运行稳定性的重要原因，通过对电网汽轮机、调速系统、发电机、励磁系统进行研究，可有效分析出汽轮机阀门流量特性对电力系统运行稳定性的影响。只有电力系统可以稳定运行才能满足人们对电力的巨大需求，并提升电力系统运行的安全性，因此要加强对汽轮机阀门流量特性的控制。综上所述，本文将对汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及控制方法展开简单的分析，以期提升电力系统运行的安全性、稳定性。
关键词：汽轮机；阀门流量特性；电力系统；影响因素；控制方法
前言：在目前大多数发电厂采用的汽轮机控制系统为DEH，DEH系统主要优势便是可以对汽轮机阀门进行良好的管理、控制。而DEH系统中，是将指令经过流量转化，并形成阀门开度，因此流量与汽轮机阀门开度具备极强的关联性，这便是汽轮机阀门流量特性。如果汽轮机阀门实际流量与特定流量特性没有达成一致，便会对电力系统整个机组的安全及变负荷产生极大的影响，从而导致电力系统无法正常运行。
一、汽轮机阀门流量特性及对电力系统产生影响的分析
1.汽轮机阀门流量特性分析
在汽轮机阀门流通部位是依据经济功率进行设计的，机组中利用喷嘴配汽的方式可保证顺阀正常运行，在汽轮机阀门中的第一级作为调节级，调节级是喷嘴组，而当蒸汽通过阀门主汽门后，才可以将汽门开启，并使其缓慢通向调节级。因此嘴配汽的主要特点便是部分负荷时，其自身的经济性能较强，在各个喷嘴之间会具有一定的间壁，各个调节级中的汽门开启，会形成一部分进汽，即使以最大功率为基础，进行调节级过程中，还是会产生一部分损失。而假如调节级是四个喷嘴组，同时将一二调节汽门打开。
设置P0为新的蒸汽，其经过主汽门、全开门后，其中的压力便会由降为P0压力而变化为P2。当第一、二组两组喷组与比焓降相同时，即△ht1=△ht2，其中的动叶比焓ht所经过的部分便是第三调节的汽门[1]，而其中的蒸汽流向相对较大，因此当第三组喷嘴组的压力为P0时，其焓降便会变化为△ht2.其主要原因是由于调节级后的空间是连通的，级后压力与P2一致，因此两股不相同的汽流通过同样膨胀则变化为P2，而经过调节级的汽室中可通过混合而进入第一压力级，两股汽流在其中进行混合后，便会产生比焓。
2.汽轮机阀门流量对电力系统产生的影响分析
利用调频实验，进行人为模拟汽轮机转速变化，可在这个过程中使汽轮机出发力发生改变，从而对机组频率与特性进行分析。通过调频实验后的转速阶跃首先会产生变化，汽轮机阀门的流量指令会随之增大。当40S机组变化后便会开始进行稳定运行状态，相比于之前的转速阶跃流量指令，稳定状态中的流量指令较小。而机组中的回馈增益指数为1，即可以看出汽轮机机组阀门的流量可以实际反应出阀门流量特性，其初始流量指令与稳定状态下的流量指令相同。因此可以看出，这个过程的汽轮机阀门流量与流量特性之间存在一定程度的偏差，这时要对调频实验中的主蒸汽压力下降进行分析，其偏差便会增大。
由于主蒸汽压力并没有产生较大的变化，且属于忽略不计的压力变化范围。这时便可利用汽轮机机组模型来对机组实际流量特性进行模拟，模型构建后可充分反映出汽轮机阀门局部的流量特性。主要是由于该机组的符合控制回馈增益指数为1，因此不能以最初的流量指令趋于平稳而作为主要流量指令。因此通过分析我们看出，汽轮机阀门流量过小会造成电力系统运行受到阻碍，并不能维持正常生产工作。
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二、汽轮机阀门流量特性优化策略
汽轮机阀门具备一定的流量特性，其属于较为客观的事实并不可随意发生改变。因此要想对汽轮机阀门流量特性进行优化，便要对汽轮机阀门的实际流量特征曲线进行优化，并采用不同的优化方法[2]。因此优化过程存在较高的复杂性、操作性。因此要根据汽轮机阀门的实际流量来对其流量质量进行准确识别、判断，并对流量形成良好的控制、管理措施，以达到优化汽轮机阀门流量的目的，从根本上提升电力系统的运行稳定性。而具体优化措施为：在进行优化汽轮机阀门流量工作之前，要根据相关经验，对电力系统中不同汽轮机阀门运行的实际流量数据进行测量，并绘制出汽轮机各个阀门的流量曲线，以此来作为优化汽轮机阀门流量的管理曲线，最终通过下达流量指令的方式完成优化。其中所说的指令并不是传统意义上的指令，而是指流量指令的专业名词即汽轮机阀门开度指令。利用这种方式，便可以实现对汽轮机阀门流量的有效优化，从而对汽轮机中的蒸汽流量形成良好的控制，并提升电力系统运行的稳定性。除了上述方法之外，在绘制汽轮机阀门流量曲线过程中，要根据汽轮机不同阀门例如单阀、顺阀之间的关系，利用合理手段进行优化。从目前电力系统的运行状况来看，其主要方式便是单阀、顺阀按照一定比例进行设置，而其中对曲线的管理形式分为两种，一种是利用单阀、顺阀之间所采用的比例，对其进行偏置、修正；另一种是对单阀、顺阀采用不同的管理方式。
而根据相关测试所得出的相关曲线关系结果，通过分析可以看出，汽轮机阀门的开度与汽轮机中的进入蒸汽流量呈现非线性关系。而调节汽轮机阀门的流特性曲线作为调剂汽轮机实际系统的重要方式，可以利用这种调节方法有效改变流量指令，从而形成与之相对应的汽轮机阀门位置指令。在电力企业实际生产过程中，可利用汽轮机调速模型实现对汽轮机阀门流量的优化，而在利用模型的情况下，往往不会将流量指令与阀位指令区分。
三、汽轮机阀门流量特性控制措施
通过大量的实践与分析，可以得出以下结论：当汽轮机机组功率发生持续波动情况时，快速解决这种持续波动问题[3]，可将汽轮机的负荷机动控制切换为手动控制。但在切换控制模式过程中，要利用人工操作的方式进行切换，而在一定程度上增加了切换时的安全隐患。
在2008年的时候，南方电网便发生了一起安全事故，引起事故的主要原因便是由于低频震荡。南方电网发生事故的红河电厂中，其中的2号汽轮机机组运行功率持续波动的时间超过了6分钟，在这段时间内，工作人员并没有及时发现持续波动现象，因此并没有采取控制措施，从而导致事故的发生。通过对上述真实案例的分析，可以看出在对汽轮机进行控制过程中，要尽可能排除人为性的主观因素，从而提升控制策略的效果。
为加强汽轮机的控制力度，在进行配备汽轮机控制系统的过程中，要在其中加入限制速率的环节，通过限制其速度的方式有效抑制汽轮机发生过度调节的现象。利用这种方式对汽轮机进行改进后，可有效保证汽轮机阀门流量特性出现问题时，可减小控制器对其的过度调节，从而对汽轮机机组的功率波动有效抑制。另外，对汽轮机的控制策略不能影响控制系统的整体调节效果，从而提升汽轮机机组的自动化运行水平及电力系统的生产效率。
结语：电力系统运行的稳定性是人们安定生活的重要保障，因此要加强对汽轮机阀门的流量控制，在保证汽轮机阀门流量特性平稳进行的同时，有效提升电力系统整体运行的稳定性、安全性。相信在相关人员的不断努力下，汽轮机阀门流量特性可以得到更好的控制、管理、优化，从而保证人们的用电需求，并提升电力企业的生产效率。
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]焦敬东.汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制分析[J].科技创新导报，2012，27：76.
[3]徐厚达.汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制策略[J].信息化建设，2015，12：273.
论文作者:时光
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
标签：汽轮机论文; 流量论文; 阀门论文; 电力系统论文; 特性论文; 指令论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第3期论文;