[發明專利]改善水輪發電機組功角振蕩的阻尼注入控制方法

無效

• 申請號: 201010246498.1
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101915203A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 曾云;張立翔;姚激;徐天茂;武亮;王文全;閆妍;李澤
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00;H02J3/38
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 徐玲菊

1.一種改善水輪發電機組功角振蕩的阻尼注入控制方法，其特征在于：基于水輪發電機組哈密頓模型，采用哈密頓互聯結構修正的阻尼注入控制設計方法，設計機組調速和勵磁系統的控制律，具體步驟如下：

步驟一：修改發電機組哈密頓模型阻尼矩陣的功角關聯因子R_δ，設計等效控制律β₁(x)和β₂(x)，具體按下式計算：

β1(x)=-TyC1As1r*Cy∂H∂x3(x*)-RδΔx3]]>

β2(x)=Xad2Xf∂H∂x5(x*)]]>

步驟二：根據機組特征參數按下式計算阻尼矩陣的功角關聯因子R_δ的取值限制：0＜R_δ＜0.25

步驟三：利用機組特征參數初始化控制器，采用以下公式計算平衡點x_*和相應的控制：

0=[J(x)-R(x)]∂H∂x+g(x)v*pe*=Ussinx3*XdΣ′x5*+12Us2sin2x3*(1XqΣ-1XdΣ′)Qe*=Uscosx3*XdΣ′x5*-12Us2(1XqΣ+1XdΣ′)+12Us2cos2x3*(1XqΣ-1XdΣ′)]]>

式中：分別為平衡點有功功率(pu)和無功功率(pu)；U_s為無窮大系統電壓(pu)；X_d∑＝X_d+X_T+X_L；X_d為發電機d軸電抗；X_T為變壓器等效電抗；X_L為線路等效電抗；X_q∑＝X_q+X_T+X_L；X_q為發電機q軸電抗；X_d∑′＝X_d′+X_T+X_L；X_d′為發電機d軸次暫態電抗；X_f為勵磁繞組電抗；X_ad為d軸電樞反應電抗，各電抗均為標么值(pu)；x_3*、x_5*分別是功角δ和q軸瞬變電動勢E_q′(pu)。

步驟四：控制算法設計：控制算法采用以下公式計算：

調速器輸出控制為：

u=u0+(u1-u0)(1-e-Ttoutt)-RδΔx3]]>

其中的平衡點控制由下式計算：

u0=[-Ty2(r*02+CT*2)r*pe*+Atx1*3pm*x2*]x=x*0]]>

u1=[-Ty2(r*02+CT*2)r*pe*+Atx1*3pm*x2*]x=x*1]]>

勵磁輸出控制為：

Ef=Ef0+(Ef1-Ef0)(1-e-TEfoutt)]]>

式中：下標“0”、“1”表示初始工況和新平衡點的參數；T_tout、T_Efout分別表示調速、勵磁輸出階躍信號的衰減時間參數；T_y為主接力器時間常數(秒)；r_*和為矩陣變量在平衡點的取值；A_t為水輪機增益；u為調速器控制；E_f為勵磁控制輸出；為平衡點水輪機輸出機械功率(pu)；變量x₁、x₂分別為流量和導葉開度(pu)。