汽轮发电机

基于阻抗的建模与分析方法是目前分析和解决新能源并网宽频带振荡问题的有效工具之一。集中开发远距离输送是中国新能源开发利用的重要形式，在新能源基地的发电装备中，风光发电装备的阻抗模型已经较为完善，但是现有汽轮发电机组的宽频带阻抗模型均存在一定的简化，不能完整地反映汽轮发电机组的宽频带阻抗特性。基于频域小信号建模方法，建立了计及原动机、调速器、励磁系统、轴系和同步机的汽轮发电机宽频阻抗模型，在Matlab/Simulink中建立了汽轮发电机的仿真模型，通过扫频验证了所提模型的正确性，分析了不同环节对阻抗的影响，最后以汽轮发电机组经串联补偿装置并网系统为例，验证了所提模型在次/超同步振荡问题分析上的有效性。

为掌握超临界循环流化床机组的深度调峰能力，科学参与辅助服务市场，有必要对存量机组深度调峰性能深入研究。 方法 从安全性、经济性及环保性3个维度分别开展了40%和30%额定负荷连续试运行、锅炉燃烧优化调整、锅炉效率和汽机热耗率性能测试，实施了给水泵单泵运行、压力曲线优化、锅炉氧量、床压调整等10余项优化措施。 结果 实现了连续12天30%额定负荷连续运行，40%和30%额定负荷深度调峰对煤耗的影响分别约为52、72 g/(kW·h)。 结论 350 MW等级超临界循环流化床机组具有良好的深度调峰能力，不需改造30%额定负荷工况，不需投油稳燃且锅炉保持较高效率，汽轮发电机组本体、热力系统、辅机设备等监视参数正常，主要烟气污染物实现超低排放。

本项目成果在国内外首次推导出环形部件脱落与轴颈发生碰磨的运动微分方程：首先提出了环形部件脱落与大型汽轮发电机组轴系发生碰磨的研究方法。在国内外首次建立了环形部件脱落碰磨故障实验台。首次提出了大型汽轮发电机组轴系-可退让的环形部件碰磨故障的热固耦合分析方法。研究了可浮动环形部件与转子发生的碰磨故障，在国内外首次提出了大型汽轮发电机组轴系-可浮动环形部碰磨故障的热固耦合分析方法。在国内外首次建立了可浮动环形部件碰磨故障实验台。基于人工智能的故障树方法，实现了这三种故障的智能诊断。

针对鄂温克电厂“火电机组直流外送次同步振荡联合阻尼控制技术及应用”项目任务，项目组首先分析了鄂温克电厂次同步振荡现象的产生机理，采用轴系安全量化评估方法完成了轴系风险分析。在此基础上，研究了阻尼控制器协调优化控制策略，并针对鄂温克电厂次同步振荡风险提出了联合阻尼控制方案。通过联合阻尼控制技术的工程实施，形成了阻尼控制器集成仿真测试技术体系。本项目在鄂温克电厂次同步振荡抑制的工程实施和知识产权方面取得重要成果。自STATCOM+SEDC抑制措施实施至今，TSR共启动7次，有效抑制了次同步振荡风险，保障了汽轮发电机组和外送系统的安全稳定运行。依托本研究课题，共发表学术论文15篇，其中SCI/EI收录10篇。申请国家发明专利10项，其中已授权4项。

本项目是国内首次进行的百万机组火电厂汽机基座立柱与主厂房结构框架整体式汽轮发电机组弹簧隔振基础技术研究项目，研究课题依托于神华国华寿光电厂一期2×1000MW工程，对汽轮发电机组弹簧隔振基础的动力特性和联合厂房的抗震性能进行系统研究及工程应用。该项目成果可以有效隔离汽轮发电机组振动向厂房框架结构的传递，使汽机基础与厂房框架连接后不受振动干扰、同时地震后可以使基础台板位移大大减小，有效保护主蒸汽管道等连接部件不受破坏。汽机基础与主厂房结构连接成整体后，可以极大地提高厂房结构水平刚度，进而提高结构抗震能力。 首次将汽机弹簧隔振基础立柱与主厂房框架结构整体联合布置，给工艺专业管道布置提供了超大空间，基座顶台板的动力特性更加优良，同时提高了主厂房框架结构的抗震性能，节约了土建工程量，推动了行业内火电厂主厂房结构和弹簧基座联合应用技术的发展。技术成果在神华国华寿光电厂主厂房结构中得到成功应用，并且被其他电厂参考借鉴。