摘要：随着我国电力事业得到了迅猛发展，电力系统的规模也在不断地扩大。对于整个电力系统产生稳定性因素的就是汽轮机阀门流量的特性,通过电网的建立以及相关的机械设备系统的模型,可以了解和研究关于汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响。
关键词：汽轮机阀门；流量特性；电力系统；影响；控制策略
引言
在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，电力系统强迫振荡理论指出，当系统持续的周期性功率扰动频率接近系统功率振荡固有频率时，会引起大幅度的功率振荡，扰动引起的响应不仅与电力系统本身的特性有关，也与扰动变化规律有关。
1系统体系的构建
在进行整体的体系构建中，需要对汽轮机的参数值变化进行电力系统的仿真计算。一般情况下，在不同的仿真节点会出现不同的仿真体系控制。因此，可以根据整体的流量参数变化对电力维护系统进行流量特征的变化研究。同时，还要构建相应的流量仿真模型。并确定蒸汽流量的仿真关系。在汽轮机的流量特性曲线上，需要利用现代函数的变化进行等效阀位的控制。这样，在检修、组装及实际应用的过程中会考虑到多层面函数的变化情况，然后对分段性函数的变化数值进行组量的全面性的控制。
2阀门流量特性对电力系统的影响
2.1小偏差的影响
开展一次调频实验，以人为方式对汽轮机转速阶跃变化情况进行模拟，在较短的时间内改变汽轮机的出力方式，对机组频率响应特征进行分析。通过实验波形可知，当转速阶跃发生变化后，流量指令阶跃随之增加，经过40s后，机组功率的波动幅度逐渐平稳，由此可见机组已经处于稳定状态，与初始流量指令相比，稳态指令相对较小。当阀门流量特征可通过流量函数得以体现时，前馈增益系数为1，在转速阶跃过程中，初始指令与稳态指令相同，由此可见，此时流量特征与流量函数之间存在一定偏差，如若将主蒸汽压力数值加入其中，则二者之间的偏差度将进一步增加。由于主蒸汽压力变化较小，因此无需将该因素考虑其中，模型中体现出的阀门流量特征k可通过以下公式计算得出：
式中，k代表的阀门流量特征；P 1与P 2均为有功功率；F 1与F 2均为流量指令；由于机组前馈增益系数为1，k值从初始流量指令转变为稳态指令的数值由比值来决定，实际数值在1.2左右。从模型仿真结果可知，流量特征与仿真准确性逐渐存在较大关联，具有流量特征的模型仿真结果更贴合实际情况，可见流量特性对系统的工作效率具有较大影响。在小偏差的基础上将k的数值进行改变，当k的数值分别为2、3、5时，阀门流量中的局部特征较弱，振荡态势增加，当k的数值为5时，机组的功率存在持续振荡情况。
2.2对系统稳定性的影响
确保阀门流量特征的稳定，可为电力系统健康可持续发展提供切实保障。发电机模型中的非线性程度较高，如若将PSS、励磁系统等因素考虑其中，则该模型将会更加复杂。在Prony思想的指导下，考虑输出与输入在扰动作用下的联系，可从全阶模型中将出线性化的低价模型提取出来，由此获得相应的传递函数。在实测参数基础上，发电机模型可用公式表示为：
当k的数值为0到正无穷时，从上述公式中便可得知，当k的数值越大时，有2个共轭极点延伸到实轴的右侧，此时系统运行的稳定性受到不良影响，这也是阀门流量部分特性增加导致机组振荡产生的原因。据实验数据可知，当流量指令处于90%-95%之间时，k的数值明显增加。
与阀门流量特性相结合，针对系统运行稳定性进行分析可知，当流量指令处于90%-95%之间时，功率存在波动现象。
2阀门流量特性优化方法
具体的操作思路是:在优化流量曲线之前,根据前人总结和测试的各个电力系统的不同阀门运行时的实际流量特征所绘制的流量特征曲线来作为优化阀门管理曲线,然后通过下达指令来实现。这里所说的指令不是普通意义上的指令,而是专业的流量指令一阀门开度指令。在这种思路操作之下,我们便能够实现对阀门管理曲线的优化,从而控制汽轮机蒸汽流量,控制电力系统稳定发展。除此之外,汽轮机阀门流量曲线也需要根据不同的阀门曲线比如单、顺阀的关系来优化进行。到目前为止,主要存在单、顺阀按一定比例设置,在已经研究出的理论中,管理曲线有两种形式,一种是单、顺阀之间采用比例、偏置修正模式;还有一种就是单、顺阀不同的阀门之间采用不同的管理曲线。事实上,我们根据这些测试得出的关系曲线可以看出,汽轮机阀门开度与进人汽轮机的蒸汽流量是呈现非线性关系的。调节阀门的流量特征曲线是调节汽轮机的实际调节系统的重要方法,根据这种调节,将流量指令改变,从而成为了与之相对应的阀位指令。在现实的生活生产操作中,应用汽轮机调速模型是必不可免的,在这种情况下,通常不区分流量指令和阀位指令。因此,在汽轮机模型当中的阀门流量特性实际上是与等效阀位与蒸汽流量间的关系相互对应的。通常,人们是通过汽轮机生产厂家所提供的汽轮机技术参数来确定汽轮机阀门流量特性曲线的。汽轮机阀门流量特征曲线在理论上是能够与阀门实际特性相对应得,因此在这种情况之下,通常忽略系统所受的流阀流量特征的影响。在这种情况下要给汽轮机和它的调速系统建造模型就必须要考虑汽轮机调节阀门流量特性对它的的影响。
3汽轮机阀门流量特性对电力系统的控制策略
在计及汽轮机阀门流量特性的前提下，对于单机无穷大系统可以利用电力系统综合分析程序进行仿真计算。在经过电力系统的初步计算后，需要对其负荷控制方式下的单机系统接线进行系统性的优化。最终使得汽轮机阀门流量更大。某电网在2008年4月21日发生了一起低频振荡事故，某厂2号机组在对汽轮机进行调阀切换时，机组运行工况没有被很好的控制住，使得汽轮机调阀发生波动，最终导致负荷波动。机组对于电网会产生一个持续的频率强迫扰动，由于该扰动频率接近于系统固有频率，最终产生电网低频振荡。汽轮机阀门流量特性是汽轮机对于阀门开度的调节与通过阀门的蒸汽流量会呈现一定的对应关系。目前，汽轮机调速器模型不会对阀门流量特性对模型结构的影响进行考虑，因此，该模型在实际应用过程中难以解释某些条件下的汽轮机功率波动现象。例如：实际系统在已经发生功率波动时，仿真结果却显示系统能够维持稳定状态。当汽轮机阀门还没有完全开启过关闭时，对于执行机构中的饱和环节可以忽略不计。在对汽轮机及其调速系统参数进行实际测试的过程中，汽轮机的连通管蒸汽容量并不大，对于中、低缸可以进行合缸处理。实际上，汽轮机实际调节系统通过设置，阀门流量特性函数，可以将流量指令转换为对应的阀位指令，在汽轮机调速器模型中，可以将流量指令等同于阀位指令。由于汽轮机阀门开度与进入汽轮机的蒸汽流量呈现非线性关系。因此，在对模型中的阀门流量特性进行实际操作时，对应等效阀位与蒸汽流量间的关系。根据汽轮机厂家提供的技术参数能够确定汽轮机阀门流量特性曲线，理论上，阀门实际特性能够对应起来。这样，在多层面的电力体系构建中，可以根据电力的变化情况进行电力的整体影响控制。
结语
综上所述，汽轮机阀门流量特性发挥不理想时,使得机组在一定范围之内发生功率的波动。当机组发生功率波动的时候,它们频率相当电力系统功率共振时的频率,因此有可能导致电网低频和振荡。经过系统控制策略的改进,机组功率波动可以得到有效的抑制。机组阀门流量特性对电网稳定运行有着重要影响。
参考文献
[1]张曦,黄卫剑,朱亚清,etal.汽轮机阀门流量特性分析与优化[J].南方电网技术,2018(s1).
[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,2017(27).