Устройство для моделирования систем регулирования мощности энергоблоков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЛО 1 4544 ЗЮ 9. С 06 С 7 48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ-- ф с.,;лч(71) Предприятие "Донтехэнерго" Производственного объединения по наладке,усовершенствованию и эксплуатацииэлектростанций и сетей Союзтехэнерго" и Азербайджанская ГРЭС(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 834720, кл, С 06 С 7/48, 1979 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЭНЕРГОБЛОКОВ по авт.св. 11 834720, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности моделирования, вмодель пароводяного тракта котла итурбогенератора дополнительно введенблок дифференцирования, выход которогоподключен к третьему входу первогосумматора, выход блока деления соединен с входом блока дифференцирования.544 2 при исследовании систем управления мощностью электростанции и энергосистемы,Целью изобретения является повышение точности устройства для моделирования систем регулирования мощности энергоблоков. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем регулирования мощности энергоблоков дополнительно введен блок дифференцирования, выход которого подключен к третьему входу первого сумматора, выход блока деления соедиумЪмента подключен к второму входу треть- нен с входом блока дифференцирования, его суммач ора, выход которого являетНа фиг.1 изображена схема устройства для моделирования систем регулирования мощности энергоблоков; на фиг,2 - начальная часть кривой раз 1 1104Изобретение относится к аналог войвычислительной технике и может быть использована при исследовании и наладке систем регулирования мощности энергоблоков и систем управления мощ"5 ностью электростанции и энергосистемы. По основному авт,сн. У 834720 из-вестно устройство для моделированиясистем регулирования мощности энергоОблоков, содержащее модель паровадяного тракта котла и турбогенератора,первый, второй и третий выходы которой являются соответственно первым,вторым и третьим выходами устройства,15задатчик нагрузки котла, выход которого подключен к входу модели топки,выход которой соединен с первым входом модели пароводяного тракта котла и турбогенератора, второй вход кото 20 рой является входом устройства, блок,умножения, первый вход которого соединен с четвертым выходом модели пароводяного тракта котла и турбогенератора, выход задатчика нагрузки25котла подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с третьим входом модели пароводяного тракта котла и турбогенератора, кроме тога, модель пароводяного тракта котла и турбогенератора содержит30 интегратор, блок деления, блок умножения, блок извлечения корня, три сумматора и демпфирующий элемент, причем первый вход интегратора яв- ляется первым входом модели, выход З 5 . интегратора является четвертым выходом модели и подключен к первому входу первого сумматора и к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока 40 умножения, выход которого подключен к входу блока извлечения корня, выход которого является вторым выходом модели и соединен с вторым входом интегратора, с первым входом третьего 45 сумматора, с входом демпфирующего элемента и с первым входом блока деления, выход которого является первым выходом модели и подключен к второму входу второго сумматора и к второму 50 входу первого сумматора, выход которого соединен с вторым входом блоканожения выход демпфирующего элеся третьим выходом модели, третий вход которой соединен с третьим входом модели, третий вход которой соединен с третьим входом третьего сумматора 1 1Недостатком известного устройства является снижение его точности в начальной части кривой разгона па давлению, снятой при возмущении регулйрующими клапанами турбины. Начальная часть такой кривой разгона реального энергоблока содержит отклонение давления в темпе перемещения регулирующих клапанов турбины, после которого в течение 15-20 с следует апериодический участок с малой постоянной времени. В кривой разгона в известном устройстве отсутствует апериодический участок с малой постоянной времени, а отклонение давления в темпе перемещения клапанов турбины оказывается на 20-257 большим, чем соответствующее отклонение по кривой разгона реального энергоблока. Такое снижение точности устройства искажает результаты моделирования системы регулирования мощности, использующей дифференцированный сигнал по давлению. Наибольшие искажения получаются при работе системы ца верхних частотах, соответствующих отработке возмущений со стороны общестанционных и более высоких по иерархии систем управления мощностью, Снижение точности устройства увеличивает объем экспериментальных работ по уточнению настройки регуляторов на действующем оборудовании энергоблока и тем самым снижает эффективность использования устройства. Кроме того, снижение точности устройства не позволяет использовать егогона по давлению пара перед турбиной при возмущении регулирующими клапанами турбины.Устройство включает в себя модель пароводяного тракта котла и турбо 5 генератора 1, модель топки 2, задатчик 3 нагрузки котла, блок 4 умножения, вход Ъ, выходы Р, Д и М . Модель пароводяного тракта котла и турбогенератора 1 содержит интегратор 5, 10 первый сумматор 6, второй сумматор 7, блок 8 умножения, блок 9 извлечения корня, блок 10 деления, демпфирующий элемент 11, третий сумматор 12 и блок 13 диФференцирования. Модель 15топки 2 содержит сумматор и два демпфирующих элемента (не показаны),причем вход первого демпфирующего элемента является входом модели 2, выход первого демпфирующего элемента под ключен к первому входу сумматора и к входу второго демпфирующего элемента, выход которого подключен к второму входу сумматора, и выход сумматора является выходом модели топки 2 . 25На фиг.2 линия 14 показывает изменение положения Ъ регулирующих клапанов турбины. Кривая 15 разгона известного устройства и кривая 16 разгона предлагаемого устройства показа- ЗО ны пунктирными линиями, а кривая 17 разгона реального энергоблока - сплошной линией.Устройство работает следующимобразом.35При настройке устройства вначале устанавливают нулевое значение динамического коэффициента передачи блока 13 дифференцирования, затем настраивают интегратор 5, сумматоры 6 и 40 7 по сходимости кривых разгона устройства и реального энергоблока по давлению Р при возмущениях на входе Ъ, не включая начальный участок этих кривых разгона на протяже нии первых 15-20 с. При этом для фиксированного уровня нагрузки в соответствии с выбранными масштабами расхода пара Д и давления Р устанавливают уровни сигналов на выходе Д и на выходе Р задатчиком 3 нагрузки котла и величиной сигнала Ъ, затем подбирают величины коэффициентов загрубления на входах сумматоров 6 и 7 и время интегрирования интегратора 5, После этого настраивают блок 13 дифференцирования по сходимости на, чальной части кривой 16 разгона устройства и кривой 17 разгона реального энергоблока. Действием блока 13диФференцирования увеличивается начальное отклонение сигнала по расходупара на выходе Д устройства в моментнанесения возмущения на входеОдновременно уменьшается начальноеотклонение давления на выходе Р устройства из-за того, что действиеотклонения расхода пара Д по направлению противоположно действию возмущения на входе Ъ в отношении отклонения Р, поскольку в устройстве, каки в реальном энергоблоке, величинадавления Р прямо пропорциональнарасходу пара Д и обратно пропорциональна положению регулирующих клапанов турбины. Например, при увеличении Ь относительное увеличение расхода пара Д будет меньшим, чем относительное увеличение Ъ . Из-за этогодавление Р уменьшится, то есть начальное отклонение Р будет отрицательным. Действие блока 13 дополнительно увеличивает. отклонение Д итем самым увеличивает абсолютное значение Р после возмущения, что уменьшает начальное отрицательное отклонение Р. Аналогично, но в противоположную сторону, действует блок 13дифференцирования в момент уменьшения Ъ, когда сигнал на выходе Дустройства уменьшается, а на выходеР увеличивается, После момента нанесения возмущения сигнал блока 13дифференцирования уменьшается в соответствии с переходной характеристикойреального дифференцирующего звена,а отклонение сигнала на выходе Рустройства при этом увеличивается,стремясь в течение времени к значениям, соответствующим. кривой 15 разгонаизвестного устройства. Этому соответствует совпадение кривой разгона16 предлагаемого устройства и кривой15 разгона известного устройства через 15-20 с после момента нанесениявозмущения, Проведение расчета настройки блока 13 дифференцирования позаранее определенным кривой 15 разгонаизвестного устройства и кривой 17реального энергоблока невозможно изза действия нелинейной обратной связи по контуру: блок 13 дифференцирования - первый сумматор 6 - блок 8умножения - блок 9 извлечения корняблок 10 деления - блок 13 дифференцирования. Нелинейная обратная связьизменяет время дифференцирования идинамический коэффициент передачи,этого изменения препятствует нелиней"ность обратной связи. Поэтому блок13 настраивают методом подбора. Приэтом увеличение динамического коэффициента передачи блока 13 дифференцирования приводит к уменьшению отклонения давления Р в темпе измененияположения Ъ регулирующих клапановтурбины. Увеличение постоянной времени блока 13 дифференцирования вызывает уменьшение скорости изменениядавления Р на начальном участке кривой 16 разгона устройства. Посленастройки блока 13 дифференцирования 15настройку демпфирующего элемента 11,сумматора 12 и инерционности моделитопки 2 выполняют так, как это делаютв известном устройстве. При этомопределяют постоянную времени демпфирующего элемента 11 и коэффициентазагрубления на входах сумматора 12 посходимости кривых разгона устройстваи реального энергоблока по мощностиМ при возмущениях по входу 1 . Затем 25определяют постоянные времени инер,ционности модели топки 2 по сходимости кривых разгона устройства и реИИПИ Заказ 526437Филиал ального энергоблока по мощности М прн возмущениях задатчиком 3 на постоянном давлении Р, поддерживаемом воздействием на вход Ъ . После настройки устройства его выходы:по расходу пара выход Д, по давлению выход Р и по мощности выход М подключают к системе регистрации, а также по входам реальных регуляторов вместо реальных датчиков. Воздействие реальных регуляторов подключают к задатчику 3 и к входу устройства по положению клапанов турбины.По сравнению с известным устройством предлагаемое обеспечивает более высокую точность моделирования давления,Включение блока 13 дифференцирования уменьшает погрешность устройства в начальной части кривой разгона по давлению Р, снятой при возмущении на входе Ъ, в 6-8 раз. Это обеспечивает возможность моделирования переходных процессов в высокочастотной области амплитудно-фаэовой характеристики системы регулирования мощности энергоблока, замкнутой на подключенное к ней устройство.