[发明专利]一种数模联合电液控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮发电机控制领域的控制系统，具体地说涉及一种孤网（小网）运行的数模联合电液控制系统。

背景技术

汽轮发电机是火力发电的重要设备,其控制系统是汽轮发电机的大脑和神经中枢,在火力发电与电网技术中有着无与伦比的重要性，长期以来承担着作为科研目的的重要课题。

孤网是孤立电网的简称，一般泛指脱离大电网的小容量电网，电网中单机容量大于电网总容量的8%，即可认定为孤网。孤网运行的最突出特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。这就是通常所说的一次调频功能。运行人员关注的问题不再是负荷，而是调整孤网频率，使之维持在额定频率的附近。这就是二次调频功能。

一次调频：各汽轮发电机组并网运行时，受外界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡。同时,还尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。

二次调频：一次调频是有差调节，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度。所以还需要增、减某些机组的负荷，以恢复电网频率，这一过程称为二次调频。只有经过二次调频后，电网频率才能精确地保持恒定值。

二次调频目前有两种方法：1、手动改变阀位给定指令，使负荷平衡，实现手动二次调频；2、根据实际频率与额定频率的偏差设定积分控制程序，实现自动二次调频。

过去汽轮机发电控制系统采用传统的机械液压式调节系统(MHC)，这种系统自动化程度低、迟缓率大，系统控制精度差。20世纪50年代中期，随着电子元件可靠性的提高，发展出不依靠机械液压式调节系统为后备的模拟电调系统(AEH)，采用纯模拟电路实现调节控制。

20世纪80年代中期，我国引进美国西屋公司的数字电液控制系统(DEH)技术，此种控制系统综合了数字计算机技术、液压技术、固体电子学技术，实现了汽轮机发电控制系统的信息化、集成化和系统化。但是该数字电液控制系统的主要缺陷是：为离散控制，控制器采用周期运算，存在采样失真和运算延迟，系统迟缓率高、滞后延迟大，导致系统稳定性下降。在汽轮发电机孤网运行中，由于孤网一次调频要求系统具有快速响应，只有将控制器运算周期设定得足够小，小于50ms，控制系统稳定性才能得到保证。而目前存在的该类型部分厂家控制系统，控制器运算周期长达200ms。在汽轮发电机孤网运行中使用时控制精度差，不能完成控制任务。该系统传递环节中，从测速到电液转换器输出响应传递时间超过260ms，从测速到油动机全行程响应传递时间超过460ms。而在汽轮发电机孤网运行中,要求全周期传递时间越短控制效果越好。该数字电液控制系统远不能满足该环境下使用要求，会导致汽轮发电机组工作不稳定，电网频率剧烈波动，严重时甚至引发停机和厂区失电事故。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种数模联合电液控制系统，采用纯硬件模拟信号构成的快速一次调频控制回路，大大缩短从测速到油动机全行程响应时间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种数模联合电液控制系统，其特征在于，包括主控制器和从控制器，该主控制器和从控制器热冗余备用，其之间双向通信，该主控制器和从控制器输出阀位给定信号去阀门曲线卡，该阀门曲线卡的信号输出端连接有功放卡的第一信号输入端，该功放卡的输出端连接有电液转换器的输入端，该电液转换器的输出端输出用于调节油动机的控制信号，还包括用于检测油动机阀门开度的位移传感器，该位移传感器的信号输出端与所述功放卡的第二信号输入端连接；

还包括用于测量汽轮机转速的测速传感器，设置有三支独立的测速传感器，该三支测速传感器信号输出端分别连接有第一至第三测速卡的信号输入端，该第一至第三测速卡的信号输出端连接有一次调频卡的信号输入端组，该第一至第三测速卡的信号输出端还连接有I/O卡的信号输入端组，所述I/O卡还设置有用于接收实测压力和实测功率的输入端；

所述I/O卡与所述热冗余主控制器和从控制器双向通信，所述一次调频卡的信号输出端与所述阀门曲线卡的信号输入端连接；

进一步特征，所述位移传感器为直线位移传感器LVDT，所述测速传感器为磁阻式传感器CS-1。

本发明的积极效果是：