[發明專利]一種模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法

有效

• 申請號: 201310730488.9
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103942355B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 樊麗娟;洪潮;趙勇;劉興福;何常勝
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明主要涉及電力系統仿真計算技術領域，特別涉及一種適用于孤島運行條件下模擬水輪發電機組電液隨動系統的精確建模方法，屬于模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法的創新技術。

技術背景

現代水輪發電機組的水輪機主接力器運轉通常是由微機調速系統控制的，由電液隨動系統與微機調節器成，它是水輪發電機組控制系統的一個主要部分。電液隨動系統由于具有功率放大系數大、運動平穩、時間常數小、響應快、控制精度高等優點，在調速系統中得到了廣泛的應用。

電液隨動系統主要由主配壓閥、集成閥塊、濾油器等幾部分組成。主配壓閥是實現操作接力器的功能部件；集成閥塊上集成了系統中的絕大部分液壓控制和操作元件，是實現液壓邏輯各元件總成后的功能部件；濾油器是向系統中液壓控制元件提供潔凈壓力油的功能部件。電液隨動系統各元件動態性能相互影響及系統本身的非線性，致使其動態性能復雜，難以用固定的解析式來描述，需要通過不同運行工況的試驗來測定。目前在電力系統計算中采用的電液隨動系統計算模型一般是一個簡化的一階反饋環節，但其固定的PI參數無法適應所有的運行工況，導致電力系統計算結果與實際響應存在較大偏差。特別是在水電站僅與直流輸電整流站相連接，即一個或多個水電站與直流輸電送端換流站組成孤島系統運行時，對有功功率變化非常敏感，功率波動導致的頻率變化范圍大。例如，云廣特高壓直流輸電工程在送端楚雄換流站孤島運行時，由于各種擾動，孤島系統頻率可能在48Hz至65Hz范圍內。因此，建立更為貼近實際的精確電液隨動系統模型，才能準確地反映電力系統與發電機組的功率調整和頻率變化，為準確的分析計算提供可靠的基礎。

發明內容

本發明的目的在于克服現有電液隨動系統計算的不足,提出了一種模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法，本發明能精確地模擬主配壓閥的動作特性及導葉接力器的開關過程，特別適用于精確仿真水電站僅與直流輸電整流站相連接的孤島系統的功率波動與頻率變化之間的關系。

本發明提供的一種模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法，包括以下步驟：

本發明的模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法，所述模擬水輪發電機組電液隨動系統包括有導葉位移傳感器、比例閥、主配壓閥、導葉接力器，模擬水輪發電機組電液隨動系統的建模方法包括如下步驟：

1）導葉位移傳感器采集導葉開度Y;

2）計算所述導葉開度Y與開度目標值Y_ref的差值即開度偏差量△Y；

3）根據所述開度偏差量△Y計算主配壓閥行程計算值Sp1；

4）判斷所述主配壓閥行程計算值Sp1是否越限，若是，則將Sp1限制在允許范圍Spmin～Spmax之間，得到主配壓閥行程Sp,否則進入步驟5）；?

5）根據所述主配壓閥行程Sp計算導葉接力器行程，即導葉開度計算值Y1；

6）判斷所述導葉開度計算值Y1是否屬于打開過程，若是，則進入步驟7），否則進入步驟10）；?

7）判斷導葉開度計算值Y1是否大于臨界值Y_inf，若是則進入步驟8），否則進入步驟9）；

8）判斷導葉開度計算值Y1的變化速率是否超過快開速率Ryo_ft，若是，則限制導葉開度計算值Y1的變化率為快開速率Ryo_ft,得到導葉開度限制值Y2，否則進入步驟13）；

9）判斷導葉開度計算值Y1的變化速率是否超過慢開速率Ryo_sw，若是，則限制Y1的變化率為慢開速率Ryo_sw，得到導葉開度限制值Y2，否則進入步驟13)；

10）判斷導葉開度計算值Y1是否大于臨界值Y_inf，若是，則進入步驟11），否則進入步驟12）；

11）判斷導葉開度計算值Y1的變化速率是否超過快關速率Ryc_ft，若是，則限制Y1的變化率為快關速率Ryc_ft,?得到導葉開度限制值Y2，否則進入步驟13）；

12）判斷導葉開度計算值Y1的變化速率是否超過慢關速率Ryc_sw，若是，則限制Y1的變化率為慢關速率Ryc_sw，得到導葉開度限制值Y2，否則進入步驟13)；

13）判斷所述導葉開度限制值Y2是否越限，若是，則限制導葉開度在允許范圍Ymin～Ymax之間，得到導葉開度Y，否則進入步驟14）；?

14）輸出導葉開度Y，返回步驟1)進行下一次采樣；

上述步驟3)用積分方法計算主配壓閥的行程。

上述步驟7）～9），對導葉打開的過程進行兩段速率限制。

上述步驟10）～12），對導葉關閉的過程進行兩段速率限制。