刘小亮，张雪敏，秦博宇，孙铭泽

(1. 中国农业大学 信息与电气工程学院，北京100083；2.清华大学 电机系电力系统国家重点实验室， 北京100084；3.东北电网有限公司，辽宁沈阳110180)

蒸汽参数变化对汽轮机系统稳定性影响的机理分析

刘小亮1，张雪敏2，秦博宇2，孙铭泽3

(1. 中国农业大学 信息与电气工程学院，北京100083；2.清华大学 电机系电力系统国家重点实验室， 北京100084；3.东北电网有限公司，辽宁沈阳110180)

摘要：与广域的互联大电网相比，小型及微型电力系统具有能源综合利用效率高的优点。但小型汽轮机变工况运行频繁，蒸汽参数变化范围大。为了分析蒸汽参数对汽轮机系统稳定性的影响，通过对汽轮机工作机理的研究，建立了汽轮发电机组电磁功率随蒸汽压力变化的数学模型，避免了水蒸气的熵和焓等复杂物理量的测量。研究了蒸汽受限时，汽轮机入口蒸汽压力的变化过程；分析了给定系统在蒸汽受限时的安全稳定域，给出了极限时间与蒸汽受限严重程度、带载量的关系式。该成果对于实际运行中蒸汽受限时的紧急切负荷控制具有重要的指导意义。

关键词：蒸汽参数；蒸汽受限；极限时间；稳定性

中图分类号：TK261

文献标识码:A

DOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2015.04.010

收稿日期：2015-02-02。

基金项目：国家留学基金(CSC No.201306215014)。

作者简介：刘小亮(1989-)，男，硕士研究生，研究方向为汽轮机建模及电力系统稳定性分析， E-mail：cau1564@163.com。

Abstract：Compared with a wide area power grid, the small and micro power system possesses the advantages of high efficiency of energy utilization. But a small steam turbine varies its operation condition frequently, and steam parameters change along a large range. In order to analyze stability under the disturbance of steam parameters, this experiment studied the working mechanism of steam turbine and established the relationship between electrical power and steam pressure. Complex physical quantities, such as the entropy and enthalpy of steam, were avoided for the difficulty of measurement. In the case of limited steam, the changing process of the turbine inlet steam pressure was studied and the security domain was given. Furthermore, the critical time can be written as a function of limited steam pressure and load. The results can be used to guide emergency load control in order to avoid instability, when steam was restricted.

Keywords：steam parameters；steam limited；limited time；stability

0引言

随着石油资源的渐趋贫乏，如何合理地利用能源，提高动力装置各种工况的综合经济性已成为当务之急。与广域的互……