国家标准 GB/T40593一2021 同步发电机调速系统参数实测及建模导则 Guidelinesforparametersmeasurementandmodelingofsynchronous generatorgoveringsystem 2021-10-11发布 2022-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T40593一2021 目次前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义总体要求试验条件调速系统模型参数实测与辨识 13 仿真验证模型参数确认和稳定性校核 13 附录A(资料性参数收集 14 附录B(资料性常见模型 18 附录c(资料性》信号采集 25 参考文献 26
GB/T40593一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由电力企业联合会提出本文件由全国电网运行与控制标准化技术委员会(SAC/TC446)归口本文件起草单位:电力科学研究院有限公司、国家电网有限公司国家电力调度控制中心、南方电网电力调度控制中心、南方电网科学研究院有限责任公司、国网冀北电力有限公司、国网陕西省电力公司,国网重庆市电力公司,国网浙江省电力有限公司、国网山东省电力公司、云南电网有限责任公司、广东电网有限责任公司本文件主要起草人陈国平、陶向宇、于大海、王官宏、陈刚、李文锋、何风军、刘洪祷、万天虎、韩志勇,何常胜、刘海涛、张春雷、张剑云、,黄伟,黄兴,贾斌、郭强伍双喜、孙华东、艾东平、安宁、王亮马世俊、张俊峰、夏潮、王卫肖祥、陈涛、魏巍刘育明、马晓光、杜祥、徐得超、王超,陈绪江、金一丁朱艺颖、叶俭,余锐、叶琳、刘柏私、余志强.刘昭睿,党杰、.刘慧珍,徐友平、徐振华、郭强、顾正皓、李阳海徐坷,徐教锋、许天宁,张祖新、张鹏、刘涛,梁钮、霍承祥、郭辉,武朝强、丁振宇、张星、张慕吏、王峰张宇栋、王茂清
GB/T40593一2021 同步发电机调速系统参数实测及建模导则范围本文件规定了电力系统稳定分析计算的同步发电机调速系统模型、参数实测与辨识、仿真验证及模型参数确认和稳定性校核的要求本文件适用于汽轮发电机组(火电机组、核电机组、光热机组等,水轮发电机组含抽水蓄能机组以及燃气发电机组含燃气-蒸汽联合循环机组)调速系统参数实测与建模,其他类型同步发电机调速系统参照执行规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T9652.1水轮机调速系统技术条件 GB/T14100燃气轮机验收试验 GB38755电力系统安全稳定导则 GB/T40594电力系统网源协调技术导则 GB/T40595并网电源一次调频技术规定及试验导则 DL/T824汽轮机电液调节系统性能验收导则 DL/T1235一2019同步发电机原动机及其调节系统参数实测与建模导则 DL/T2191 水轮机调速器涉网性能仿真检测技术规范 DL/T2194水力发电机组一次调频技术要求及试验导则术语和定义 DL/T1235一2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 调速系统goerningsystem 控制同步发电机转速和输出功率,以维持机组正常运行的设备注包括控制系统、执行机构、原动机及能量供给系统等 3.2 控制系统control system 为控制频率/功率等关键参数,所提供的控制元件和设备 3.3 执行机构 actuator 接受原动机数字调节系统指令,控制阀门、导叶(桨叶)等电气/机械-液压系统装置 [来源:DL/T1235一2019,3.2]
GB/T40593一2021 3.4 阀控模式 Valvec0ntrolm0de 以阀门开度作为控制反馈信号的汽轮发电机组控制模式 3.5 功率模式powercontrolmode 机组并网时接收功率指令信号,并使功率跟踪于功率指令信号的控制 [来源.GB/T310662014,5.2] 3.6 开度模式guidcyaleentrolmode 开度跟踪于开度指令信号的控制 [来源;GB/T31066一2014,5.3] 总体要求 4.1调速系统模型应包括控制系统、执行机构、原动机和能量供给系统 4.2调速系统参数实测与建模应包含现场测试、参数辨识、仿真验证和校核工作 4.3调速系统参数实测与建模应按分环节测试、整体验证原则进行 4.4应进行调速系统的闭环控制方式(如:汽轮发电机组负荷闭环、协调控制、水轮发电机组功率闭环等)试验,作为评价调速系统模型参数正确性的依据 4.5调速系统实测模型参数应符合电网调度机构采用的电力系统稳定分析程序要求,并应使用电网调度机构采用的电力系统稳定分析程序进行仿真验证和稳定性校核 4.6新投产发电机组调速系统实测建模试验应在机组正式商业运行前完成调速系统各部件进行影响性能的改造、大修、软件升级、参数修改后,应重新进行现场测试 4.7实测建模完成时间超过5年应进行复核试验,试验项目至少包含负载试验,如测试结果与上次试验结果差异较大,则进行原因分析和技术评估,必要时重新开展实测建模试验 4.8若在实际运行中发现调速系统控制特性发生重大变化,应重新进行参数实测和建模工作 5 试验条件 5.1调速系统 5.1.1同步发电机调速系统应符合GB38755,GB/T9652.1、GB/T14100,GB/T40595,GB/T40594、 DL/T2191、,DL/T2194.DL/T824的规定 5.1.2调速系统应具备供第三方进行模型参数实测所需要接口 5.1.3汽轮发电机组调速系统输出模拟量刷新频率应大于10Hz. 5.1.4燃气轮发电机组调逃系统输出模报最刷新频率应大于20 Hz 5.1.5水轮发电机组调速系统输出模拟量刷新频率应大于50Hz,机组功率应通过机端电压电流计算得到 5.1.6调速系统设置值宜以十进制表示,时间常数以秒为单位,各种系数以标么值为单位,并说明标么值基准值 5.2机组状态 5.2.1汽轮发电机组静态试验条件如下: 调速系统完成验收,主汽管道无汽压、机组冷态 a
GB/T40593一2021 b 润滑油系统、抗燃油系统、蓄能器工作正常; c 机组具备挂闸条件,且油温油压在正常范围内 d)执行机构阶跃特性合格,超调量应不大于20%,振荡次数应不大于3次 5.2.2 燃气轮发电机组静态试验条件如下机组冷态,燃气截止阀后无压力 a 机组具备挂闸条件,且油温油压在正常范围内 b 执行机构阶跃特性合格,超调量应不大于20%,振荡次数应不大于3次 c 5.2.3水轮发电机组静态试验条件如下 a 调速系统静态调试合格; b 水轮发电机组及引水系统无水或静压; c 执行机构阶跃特性合格,超调量应不大于20%,振荡次数应不大于3次 5.2.4负载试验条件如下: -次调频试验已完成，一次调频功能投人运行 a 负载试验工况应包含80%额定负荷及以上的典型工况 b 若机组所在电力系统有需求,应增加100%额定负荷和深度调峰等工况的试验 5.3技术资料发电企业提供资料和数据应包含下列内容同步发电机调速系统制造厂,型号,调速系统控制方式及其控制逻辑、控制周期; a 火电厂热力计算书、水轮发电机组组水力过渡过程计算书、调速系统调试、验收或优化试验报 b 告、甩负荷试验报告; 锅炉制造厂,型号、额定容量等设计参数; d 火电厂协调控制(CCS)主逻辑、核电厂协调控制主逻辑,水电厂监控功率闭环控制逻辑,标明限幅、纯延时等非线性控制环节和逻辑控制环节执行机构控制参数见附录A; e 汽轮发电机组/水轮发电机组/燃气轮发电机组参数见附录A 调速系统模型 6.1控制系统模型 6.1.1总体结构汽轮发电机组、水轮发电机组、燃气轮发电机组控制系统常用模型见附录B中图B.5图B.8. 6.1.2测量环节控制系统转速、功率、压力等测量环节按图1模型表示转速、功率,压力等输人信号为被测量,输出信号为测量结果 1+sTr 符号说明 TR -测量环节时间常数; 拉普拉斯算子图1测量环节
GB/T40593一2021 6.1.3比例积分微分(PID)环节 PID环节按图2模型表示,各参数均为标么值输人信号为控制偏差值,输出信号为控制指令 Nm 符号说明 -比例放大倍数; K" -积分放大倍数; K， -微分放大倍数; NTw -积分输出上限值 INTxMIN 积分输出上限值图2PD环节 6.1.4限幅环节限幅环节按图3模型表示 MA8 MlN 符号说明: MAX 上限值; 下限值 MIN 图3限幅环节 6.1.5死区环节死区环节按图4模型表示 DB DB 符号说明 DB -正方向死区; DB 负方向死区图4死区环节 6.1.6转速不等率环节转速不等率环节按图5模型表示输人信号为转速偏差标么值,输出信号为控制指令的标么值永态转差系数、调差率见图B.7
GB/T40593一2021 符号说明转速不等率图5转速不等率环节 6.1.7速率限制环节速率限制环节按图6模型表示开启方向和关闭方向可设置不同速率限制,单位为p.u./s 图6速率限制环节 6.1.8纯延迟环节纯延迟环节按图7模型表示符号说明: -自然常数; 纯延迟时间图7纯延迟环节 6.1.9切换控制应对控制系统中的模式切换或参数切换进行建模 6.2执行机构模型 6.2.1总体结构汽轮发电机组、水轮发电机组、燃气轮发电机组等执行机构按图8模型表示轴流转桨式水轮发电机组执行机构见图B.9 'wx 1En N 口口- 医 1E cI0N T、e +T 标引序号说明: -电液转换PD模块图8执行机构模型
GB/T40593一2021 6.2.2开度反馈环节开度反馈环节按图9模型表示输人信号为开度被测量,输出信号为测量结果 +sT 符号说明 T 测量环节时间常数图9开度反馈环节 6.2.3PID环节 PID环节按图10模型表示,各参数均为标么值输人信号为控制偏差值,输出信号为控制指令 N IMX NTm 图10PID环节 6.2.4油动机环节油动机按图11模型表示当油动机开启时,开关置于T 位置当油动机关闭时,开关置于T 位置输人信号为开度控制偏差,输出信号为开度 i 只 Rer 符号说明 T -开启时间常数,单位为秒; 关闭时间常数,单位为秒; PM 原动机最大功率; 原动机最小功率 PnN 图11油动机环节 6.2.5纯延迟环节纯延迟环节按图12模型表示
GB/T40593一2021 符号说明 -纯延迟时间图12纯延迟环节 6.2.6动作速度限幅环节执行机构动作限幅环节按图13模型表示 yE ow TA 符号说明: VEL -最大开启限幅; Low VELc -最大关闭限幅图13动作速度限幅环节 6.3原动机模型 6.3.1汽轮发电机组模型 6.3.1.1总体结构汽轮发电机组模型总体结构按图14模型表示 +NT Na I+xTu 符号说明 Fp -高压缸功率比例系数; F 中压缸功率比例系数; Fu 低压缸功率比例系数图14汽轮发电机组模型 6.3.1.2高压缸前汽室容积环节高压缸前汽室容积环节按图15模型表示输人信号为高压缸调节阀开度,输出信号为调节级压力
GB/T40593一2021 TFT 符号说明高压缸前汽室容积时间常数 Tce 图15高压缸前汽室容积环节 6.3.1.3高压缸功率自然过调系数环节高压缸功率自然过调系数入为汽轮发电机组高压缸在动态过程中出力比例将大于稳态时比例的系数,系数入按图14模型表示,位于高压缸和中压缸之间 6.3.1.4再热器容积环节再热器容积环节按图16模型表示输人信号为调节级压力,输出信号为中压缸进汽压力 1+T 符号说明 TR 再热容积时间常数图16再热器容积环节 6.3.1.5低压连通管容积环节低压连通管容积环节按图17模型表示输人信号为中压缸排汽压力,输出信号为低压缸进汽压力 I+sTo 符号说明: 低压连通管汽室容积时间常数 Tco 图17低压连通管容积环节 6.3.2水轮发电机组模型计及引水系统刚性水击的水轮发电机组按图18模型所示,模型包含导叶开度-流量转换环节和水轮发电机组简化模型两部分 " l-sa l+NbTw 说明: -不同线段的斜率,代表三个不同速率 1、2、3 图18水轮发电机组及引水系统简化模型
GB/T40593一2021 6.3.2.1导叶开度-流量转换环节导叶开度-流量转换环节按图19模型表示模型中不考虑空载开度图中为分段线性实测时采用功率近似表示流量输人信号y为导叶开度标么值,输出信号Q为水轮发电机组流量标么值符号说明: 导叶开度标么值; 流量标么值图19导叶开度-流量转换环节 6.3.2.2水轮发电机组简化模型水轮发电机组简化模型按图20模型表示 l-sa 1+shTw 符号说明: T -水流惯性时间常数修正系数; 修正系数图20水轮发电机组简化模型 6.3.3燃气轮发电机组模型燃气轮发电机组模型按图21模型表示输人信号为燃气阀开度,输出信号为燃气轮发电机组功率 T 符号说明 Tps -燃气轮发电机组做功时间常数图21燃气轮发电机组模型 6.4能量供给系统模型在机电暂态计算与中长期仿真分析过程中,若需要建立原动机能量供给系统模型(见图B.2),参数可采用实测参数或典型参数
GB/T40593一2021 参数实测与辨识 7.1基本原则 7.1.1不计建模对象中的离散性,将离散控制系统考虑为连续控制系统 7.1.2可根据实际情况采用频域测量法或时域测量法 7.13应充分计及测量设备,测量方法带来的误差,并进行必要的修正 7.2汽轮发电机组/燃气轮发电机组调速系统 7.2.1静态试验静态试验包含如下内容: 控制系统PID环节参数校验; a 控制系统死区和限幅环节参数校验; b 测量环节与纯延迟环节参数实测及校验; c d 闭环控制逻辑检查、验证,校验数字调节控制系统逻辑及相关参数执行机构全开、全关特性测试,开度阶跃量应不小于90%; e f 执行机构开度小阶跃响应特性测试,开度阶跃量应为2%~10%,开度初始位置宜在20% 以上 7.2.2负载试验负载试验包含如下内容: 若汽轮发电机组有阀控模式,则在阀控模式下进行阶跃试验,阶跃信号宜为总阀位指令或频率 a 信号,引起机组功率变化应不小于额定功率3% b 若汽轮发电机组没有阀控模式,则在汽轮发电机组功率方式或者协调方式下进行正/负方向频率阶跃扰动试验,除去死区的频率阶跃量应不小于0.10Hz 燃气轮发电机组功率控制方式下进行阶跃试验,阶跃信号宜为功率指令或频率信号,引起机组功率变化应不小于额定功率3% 对于燃气-蒸汽联合循环发电机组的汽轮发电机组组,若其调节系统正常运行时保持调门全开,则无需进行建模试验根据机组所在电网需求,可增加机组功率连续调节特性测试协调方式/功率闭环下,以机组核定自动发电控制AGC)速率上升,调整量为10%额定负荷,达到目标值后立即进行频率扰动试验,除去死区的负方向频率阶跃量应不小于0.10Hz; 协调方式/功率闭环下,进行除去死区的负方向频率阶跃量应不小于0.10Hz的频率扰动,从频率变化开始30s后取消频率扰动量,延时10s后再次进行同向频率扰动试验,除去死区的负方向频率阶跃量应不小于0.10Hz. f 需实测的信号测点见附录C 7.2.3复核性能试验复核性能试验包含如下内容: a 汽轮发电机组阀控模式下可进行调门开度阶跃试验,阶跃信号宜为总阀位指令或频率信号,引起机组功率变化应不小于额定功率3%; 10
GB/T40593一2021 D)协调方式/功率闭环下正/负方向频率阶跃试验,除去死区的频率阶跃量应不小于0.10Hz; c 需实测的信号测点见附录c 7.2.4执行机构模型参数仿真误差校核对执行机构开度小阶跃实测结果进行仿真校验,开度仿真结果与实测结果的误差应符合表1规定表1仿真结果与实测结果误差允许值品质参数误差允许值(=实测值一仿真值) 上升时间(t 士0,2s 调节时间(t, 士1.0s 7.2.5汽轮发电机组模型参数仿真误差对汽轮发电机组阀控模式实测结果进行仿真校验,功率仿真结果和实测结果的误差应满足表2" 要求表2仿真结果与实测结果误差允许值品质参数误差允许值(=实测值一仿真值高压缸最大输出功率(Pp 士10%功率阶跃量高压缸峰值功率时间Tp 士0.1s 调节时间(. 士2.0s 7.2.6燃气轮发电机组模型参数仿真误差校核对燃气轮发电机组频率/功率方式实测结果进行仿真校验,功率仿真结果和实测结果的误差应满足表3要求表3仿真结果与实测结果误差允许值品质参数误差允许值(=实测值一仿真值上升时间(t 士0.2s 调节时间(t. 士1.0s 7.3水轮发电机组调速系统 7.3.1静态试验静态试验包含如下内容测量环节与纯延迟环节参数实测及校验; a 调速器调节模式切换试验; b c 永态转差系数b，及调差率e，测试; d 数字调节控制系统中人工死区环节及限幅(频率、积分或开度)环节测量; 11
GB/T40593一202 开度、功率闭环PID等主要控制参数校验; e f 执行机构全开,全关特性测试,测试过程输人信号阶跃量应不小于90% 执行机构大、小阶跃响应特性测试,小阶跃开度阶跃量宜为5%,大阶跃开度阶跃量应不小于20%; h) 转桨式机组不同水头下导叶-桨叶协联测试; 有分段关闭规律执行机构,指令阶跃试验应计及分段关闭规律影响 iD 7.3.2负载试验负载试验包含如下内容: 应在开度模式下进行正/负方向导叶开度阶跃测试,功率变化量宜大于5%且应不超过10%额 a 定功率开度或功率模式下正/负方向的频率阶跃/功率阶跃试验时,仿真机组功率与实测机组功率误 b 差应满足表5要求试验要求如下 1 开度模式下频率阶跃试验,除去死区的频率阶跃量应不小于0.10Hz 22 功率模式下频率阶跃试验,除去死区的频率阶跃量应不小于0.10Hz; 功率模式下功率给定阶跃试验,功率给定变化量宜不大于10%额定功率 3 必要时,可根据稳定需求开展不同工况下的水轮发电机组模型参数实测不同功率水平下测试,在同一水头下,进行20%100%额定功率下液压执行机构给定阶跃试验,试验引起的功率变化宜在5%~10%额定功率范围内; 不同水头下负载测试,在不同水头下开展液压执行机构给定阶跃试验,试验引起的功率变化宜在5%10%额定功率范围内 d 需实鹳的信号测点见附录c. 7.3.3复核性能试验复核性能试验包含如下内容应在开度模式下进行导叶开度阶跃测试,引起的功率变化量宜大于5%且小于10%额定功率 a 仿真机组功率与实测机组功率误差应满足表5要求 b 开度或功率模式下正/负方向频率阶跃试验,有效频率阶跃量应不小于0.10Hz,仿真机组功率与实测机组功率误差应满足表5要求; 需实测的信号测点见附录C 7.3.4执行机构模型参数仿真误差校核应在电力系统稳定分析程序中进行,对执行机构开度大、小阶跃实测结果进行仿真校验,开度仿真结果和实测结果的误差应符合表1规定 7.3.5水轮发电机组模型参数仿真误差校核应在电力系统稳定分析程序中进行,对开度/功率方式实测结果进行仿真校验,功率仿真结果和实测结果的误差应符合表4规定 12
GB/T40593一2021 表4仿真结果与实测结果误差允许值品质参数误差允许值(=实测值一仿真值反调峰值功率(Pe) 士10%功率阶跃量反调蜂值时间(T即) 士0.2s 士2.0s 调节时间(t, 仿真验证 8.1负载试验仿真验证应符合如下要求采用单机无穷大系统应采用实测的等效外电抗 b)采用实际电网数据应调整到试验时的方式; c 发电机模狠参数可采用设计参数,励磁系统宜采用实测模型及参数.,转动惯量宜采用实测值 8.2仿真验证扰动信号应与实测试验一致 8.3仿真结果和实测结果的误差应符合如下标准汽轮发电机组协调方式下频率扰动试验实测结果与仿真结果误差值应满足表5要求 a 水轮发电机组开度或功率模式下频率阶跃/功率扰动试验实测结果与仿真结果误差值应满足 b 7.3.5要求; 燃气轮发电机组频率扰动/功率扰动试验实测结果与仿真结果误差值应满是7.2.6要求表5汽轮发电机组仿真结果与实测结果误差允许值品质参数误差允许值(=实测值一仿真值高压缸最大功率出力功率(Pp 士30%功率阶跃量高压缸工峰值功率时间Tp 士0.2s 调节时间(t, 士2.0s 模型参数确认和稳定性校核 g.1模型参数确认内容如下机组信息、设计参数完整性确认 a b 试验项目完整性、方法正确性确认; 模型参数辨识过程准确性校核 c d 仿真验证结果校核 g.2稳定性校验应符合如下要求应在大电网仿真环境中,采用建模机组所在电网调度机构使用的电力系统稳定分析程序进行校验; 应进行无扰动/有扰动仿真校验,仿真特性符合电网稳定计算相关要求 13
GB/T40593一2021 附录 A 资料性) 参数收集 A.1汽轮发电机组控制系统参数见表A.1 表A.1汽轮发电机组控制系统参数编号参数名称符号单位数值备注！转速测量环节时间常数转速偏差死区 r/min % 转速不等率控制方式 K， PID比例环节倍数 PID积分环节倍数 K PID微分环节倍数 K PID积分环节限幅上限 % PD积分环节限幅下限 % PD输出限幅环节上限 % 10 PID输出限幅环节下限 % 12 负荷控制前馈系数 KEE 13 -次调频频差上限 Hz -次调频频差下限 Hz l4 A.2汽轮发电机组执行机构参数见表A.2 表A.2汽轮发电机组执行机构参数编号参数名符号单位数值备注单阀下高调门开度与流量关系顺序阀下高调门开度与流量关系油动机行程反馈时间参数！电液转换器比例放大倍数 K 电液转换器积分倍数 K K 电液转换器微分倍数汽轮发电机组参数见表A.3 14
GB/T40593一2021 表A.3汽轮发电机组参数编号参数名符号单位. 数值备注燕汽容积时间常数 Te % 高压缸功率比例 Fm 再热器时间常数中压缸[功率比例 Fm % 交叉管时间常数 Tco % 低压缸功率比例 F" T 惯性时间常数锅炉参数见表A.4 表A.4锅炉参数编号参数名符号单位数值备注汽包容积时间常数 Tcs 过热器容积时间常数 TT A.5水轮发电机组控制系统参数见表A.5 表A.5水轮发电机组控制系统参数编号参数名符号单位数值备注转速测量环节时间常数 T 转速偏差死区 r/min % 水态转差系数 be 控制方式 PID比例环节倍数 K K PID积分环节倍数 PID微分环节倍数 KD % PID积分环节限幅上限 PID积分环节限幅下限 % % 10 PD输出限幅环节上限 1l " PID输出限幅环节下限 12 微分时间常数 T 13 -次调频频差上限 Hz 14 -次调频频差下限 Hz A.6水轮发电机组及其引水系统参数见表A.6 15
GB/T40593一2021 表A.6水轮发电机组及其引水系统参数编号参数名符号单位数值备注水流惯性时间常数 T，空载开度满载开度惯性时间常数 A.7水轮发电机组执行机构参数见表A.7 表A.7水轮发电机组执行机构参数单位编号参数名符号数值备油接力器行程反馈环节时间 T 副环PID环节比例增益 Kp 副环PID环节微分增益 KD K 副环PID环节积分增益执行机构输出延时 T A.8燃气轮发电机组控制系统参数见表A.8 表A.8燃气轮发电机组控制系统参数编号参数名符号单位数值备注转速测量环节时间常数 T 转速偏差死区 r/min % 转速不等率控制方式 PID比例环节倍数 K， PID积分环节倍数 K PID微分环节倍数 KD % PID积分环节限幅上限 PD积分环节限幅下限 % 10 PID输出限幅环节上限 % PID输出限幅环节下限 12 -次调频频差上限 Hz 13 -次调频频差下限 Hz A.9燃气轮发电机组执行机构参数见表A.9 16
GB/T40593一2021 表A.9燃气轮发电机组执行机构参数编号参数名符号单位. 数值备注燃料压力控制阀时间常数 Tvw 燃料流量控制阀时间常数 T A.10燃气轮发电机组参数见表A.10. 表A.10燃气轮发电机组参数编号符号数值参数名单位备注压气机时间常数 Te 17
GB/T40593一2021 附录 B 资料性) 常见模型 B.1汽轮发电机组模型无再热器汽轮发电机组模型见图B.1 1+Te 符号说明 Te 燕汽容积时间常数图B.1无再热器汽轮发电机组模型 B.2 锅炉模型锅炉模型总体结构如图B2所示 -fnl 1+sT +s 符号说明 T 燃烧滞后时间常数; IB. 燃烧响应时间常数; TB Q 燃料热量 T 热量吸收时间常数; 水冷壁热水流量; mw 汽包容积时间常数; 汽包压力过热器及主汽管道流量系数 m -过热器热流量; Cm 调门开度; c 过热器容积时间常数; " -主汽压力; 主汽流量 ms 图B.2锅炉模型 B.3水轮发电机组模型 B.3.1计及开度影响的混流式水轮发电机组模型见图B.3. 18
GB/T40593一2021 GS e.Gs 符号说明主接力器行程" y -空载开度; yM -水轮发电机组流量对水头的传递系数,可近似取0.5 "小 -水轮发电机组转矩对水头的传递系数,可近似取1.5 e 无调压设施时的引水系统模型,见式(B.1); Gh(s -水轮发电机组增益,见式(B.2) A o 机械功率 (B,1 Gs=一5Tw T ，十8 式中: Tw 水流惯性时间常数; -管道反射时间的数值,单位为秒(s) A B,2 yH一yNn 式中 -修正系数，一般取1,当主接力器行程与机组有功功率稳态值存在较大的非线性时,取0.8l.2,各量均以标么值表示; -额定负荷开度; yE 空载开度 yN 图B.3考虑开度影响的混流式水轮发电机组模型 B.3.2转桨式水轮发电机组模型见图B.！ -Nal +7 符号说明: 导叶行程; 桨叶行程; yR K 导叶行程系数; K2 -桨叶行程系数; K -修正系数 Tw 水流惯性时间常数; -修正系数 b 修正系数; P 机械功率图B4转桨式水轮发电机组模型 19
GB/T40593一2021 B.4控制系统模型 B.4.1汽(燃气)轮发电机组控制系统模型见图B.5和图B.6 '同 Pe “口-团-日 DPm f " -口标引序号和符号说明调节级压力控制PID 控制方式选择负荷控制PID 频差; A DPur 上升速率限制 DPwm 下降速率限制 Pm 调节级压力; 机械功率 r的功率给定值; K6 转速偏差放大倍数负荷控制前馈系数 P 控制系统指令输出图 B.5汽(燃气)轮发电机组电液调节系统模型1 20
GB/T40593一2021 RE 7e Ao 田 -口--口- DP DPm" om DPx DPlxwN 标引序号和符号说明 -调节级压力控制PID; 控制方式选择; 负荷控制PID DP1tp 上升速率限制下降速率限制 DPlwN” 图B.6汽(燃气)轮发电机组电液调节系统模型2 B.4.2水轮发电机组控制系统模型见图B.7和图B.8 21
GB/T40593一202 PD wo Pn NT m +sT 符号说明 Ye -接力器行程指令; -额定频率; o -实测频率; w -接力器行程" y. -接力器行程给定值; 永态转差系数; -调差率; -微分时间常数; INTMAN 积分限幅上限; INT 积分限幅下限; TN PIDMA -PID输出限幅上限 P1Dim -PD输出限幅下限 Yrm 控制系统指令输出图B.7水轮发电机组电液调节系统模型1 22
GB/T40593一2021 PID o YyD P 瓜 yTwx Yv 十sR b2 /NTsm A 开度模式功率模式 B: 孤网校式 c具有相同的模仅参数不同开度模式下反做信号手动选 /'en 择:ID输出D和导叶开度E 速限制 PDN p PD NTM8 NTm 标引序号和符号说明 -开度模式控制PID. 功率模式控制PD; ou 额定频率; 实测频率; w r 测量环节时间 Kw 频率偏差放大倍数; b 选择积分反傲" 选择PID反馈; Yma 开度PID输出 Ye 功率PID输出图B.8水轮发电机组调节系统调节器模型2 B.5轴流转桨式水轮发电机组执行机构模型轴流转桨式水轮发电机组执行机构模型见图B.9 23
GB/T40593一202 MAx Nw EIo 'owv i'v wLnM N 协联表 1El es -口- 团@日 EL Lnee "m 标引序号和符号说明导叶接力器环节; 桨叶接力器环节; 电液转换PID模块电液转换PID模块 R 接力器输人指令; Pa -导叶接力器输出指令; 桨叶接力器输出指令图B.9轴流转桨水轮发电机组电液伺服系统模型 24
GB/T40593一2021 录附 C 资料性信号采集 c.1汽轮发电机组组需采集信号见表C.1 表c.1汽轮发电机组组需采集信号序号参数名称单位数值备注机组转差机组功率数字式电液控制系统(DEH)总阀位指令单元机组协调控制系统ccS)协调控制指令高调门开度调节级压力高压缸排汽压力中压缸进汽压力中压缸排汽压力主汽压力 10 C.2 水轮发电机维推需采集信号见表C2. 表C.2水轮发电机组组需采集信号单位序号参数名称数值备注机组频率机组功率导叶开度桨叶开度 PID输出监控系统指令燃气机组需采集信号见表C.3 C.3 表C.3燃气机组需采集信号备注序号单位数值参数名称机组转差机组功率总燃料指令燃气阀开度进口导叶(IGV)开度 25
GB/T40593一2021 参考文献 [1]GB/T31066一2014电工术语水轮机控制系统 26

同步发电机调速系统参数实测及建模导则GB/T40593-2021

同步发电机调速系统是电力系统中的重要组成部分。为了保证电力系统的稳定运行，需要对同步发电机调速系统进行实测与建模。GB/T40593-2021是关于同步发电机调速系统的参数实测与建模的导则，下面我们将详细介绍该导则的内容和要点。

一、导则概述

GB/T40593-2021是我国电力行业标准，适用于同步发电机调速系统的参数实测与建模。该导则规定了同步发电机调速系统实测和建模所需的基本要求、方法和步骤，旨在提高同步发电机调速系统的技术水平，确保电力系统的稳定运行。

二、实测要点

同步发电机调速系统的实测主要涉及以下几个方面：

发电机转子惯量和阻尼系数的测定；
稳态与动态响应特性的测定；
死区特性的测定；
观测点的选取。

实测过程需要严格按照导则规定的方法进行，确保实验数据的准确性和可靠性。

三、建模要点

同步发电机调速系统的建模主要分为线性化建模和非线性建模两种。其中，线性化建模适用于小扰动情况下的系统建模，而非线性建模则适用于大扰动情况下的系统建模。

建模过程需要根据实测数据进行，具体包括：

选择合适的建模对象和建模方法；
确定系统状态空间方程或传递函数；
验证建模的准确性和可靠性。

四、结论

GB/T40593-2021是同步发电机调速系统参数实测与建模方面的重要导则，详细规定了实测和建模的要点和步骤。专业人士在进行同步发电机调速系统的实测和建模时，应该严格按照该导则进行操作，以确保数据的准确性和可靠性。