[00149079]国华绥中1000MW汽轮发电机励磁系统国产化研制与应用

1、所属科学技术领域 1000MW汽轮发电机组励磁系统涉及电力系统自动化、电机与电器、电力电子、计算机应用、电磁兼容等技术，属于发电与网源协同技术领域。 2、主要科技内容 1）国际首创的励磁系统主辅环协同控制技术。采用变参数手段实现了主环与辅环、辅环与辅环间的协调控制，解决了电网或者发电机故障情况下励磁控制快速性与稳态情况下励磁控制稳定性之间的矛盾。 2）国际首创的线性/非线性组合灭磁、交/直流混合灭磁、机械/电子跨接器冗余等多项专有灭磁技术。实现了1000MW汽轮发电机组事故情况下灭磁的快速性、可靠性与安全性的统一。 3）国际首创的多种冗余容错故障自检测技术。在具备完善的故障分析功能的同时，全面提升了励磁系统的安全性与可靠性水平。 4）国际首创的可控硅整流桥出力智能控制方法。保证了并联运行可控硅整流桥出力的均衡。 5）国内首创的基于可控硅精确化模型的过电压设计技术。确保可控硅整流桥换相过电压保护回路参数的合理性，既降低了换相过电压倍数，又确保过电压保护回路的安全可靠。 3、 技术经济指标 该系统采用变参数协调控制，在大扰动情况下，发电机功角稳定裕度可以增加3～5°，有功功率摆动次数可以减少1～2次，辅环调节速度由4.5s缩短到1.5s，并有效抑制励磁电压振荡；采用冗余灭磁技术，灭磁时间缩短约30%，对磁场断路器弧压要求平均降低约1700V，消除了误动或拒动的隐患；采用自检自诊断容错技术，可以最大程度地保证励磁系统容错运行能力，从而减少励磁系统异常造成的机组被迫停运次数。如该项目研制的励磁系统具有停风运行能力，而国外同类设备出现停风时需要停机；该项目研制的PT断线智能检测技术可以适应机组各种运行工况，判断快速准确，动作时间小于0.1s，机端电压扰动小于6%；采用可控硅模型精确化技术，可以将可控硅换相过电压仿真误差由40%减小到5%以内，实现了1000MW汽轮发电机组励磁系统关键技术的重大突破。该项目通过由中国电机工程学会组织的以中国科协副主席、中国电机工程学会理事长陆延昌、杨奇逊院士为代表的专家组的技术鉴定，认为“系统主要技术指标达到国际先进水平，其中主辅环协同控制技术和专有灭磁技术处于国际领先水平”。 该系统的成功应用，迫使进口同类设备的平均价格下降50%以上，若按近五年进口设备订货量统计，可为国家节省投资约2亿美元，经济效益显著。 4、促进行业科技进步 本项目的研制和推广应用，开创了国内大容量机组励磁系统自主配套的先河，实现了行业技术跨越和技术进步，保障了我国电力系统的安全稳定运行，有力推动了我国电站重大装备制造业国产化的进程，大大提高了我国在该领域的国际影响力。 5、推广应用情况 该系统成功应用于国华绥中电厂1000MW汽轮发电机组，打破了国外厂家的技术垄断，将在国华徐州电厂推广使用，并有望在各大发电集团得到大规模推广应用。