[發明專利]抽水蓄能機組不同工況下同期并網仿真平臺及仿真系統

有效

• 申請號: 201510341692.0
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104881317B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 何一純;張永會;郝國文;劉傳東;趙青
• 申請（專利權）人: 山東泰山抽水蓄能電站有限責任公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.抽水蓄能機組不同工況下同期并網數字仿真平臺，其特征是，包括：

無窮大電網模塊，用來模擬無窮大電網；

抽水蓄能機組模塊，實現對抽水蓄能機組的建模與仿真，能兼作電動機和水輪發電機，實現對多種運行工況的仿真；抽水蓄能機組的勵磁電流和頻率是能調節的，接受來自勵磁控制模塊和頻率控制模塊的調節信號，并對調節信號做出響應；

第一電壓監測模塊，用于采集或監視抽水蓄能機組機端電壓信息，并將信息提供給勵磁控制模塊和同期調節模塊；

第二電壓監測模塊，用于采集或監視無窮大電網的電壓信息，并將信息提供給同期調節模塊和靜止變頻器SFC模塊；

監測系統模塊，包括量測模塊、記錄模塊及顯示模塊，根據仿真的需要，提供所需電氣量的測量結果，形成由有效值、標幺值或曲線圖形式表示的仿真結果，為研究人員對仿真結果和數據分析提供依據；

同期調節模塊，仿真開始前，在該模塊中能預先設定好并網參數，準同期過程中，該模塊將依照預先設定的參數要求對并網過程相關的電氣量進行調節，當各電氣量滿足預設并網條件時發出合閘信號；

并網斷路器模塊，用來連接抽水蓄能機組模塊和無窮大電網模塊，完成機組的并網操作；

水輪機調速模塊，用于抽水蓄能機組轉速的調節；采集抽水蓄能機組的轉速信息，通過改變抽水蓄能機組模型的輸入轉矩來調節轉速，并能接受來自于外部的勵磁調節信號，實現對抽水蓄能機組轉速的調節；

勵磁控制模塊，對抽水蓄能機組的勵磁電流大小進行控制；勵磁控制模塊采集抽水蓄能機組機端電壓，根據采集抽水蓄能機組機端電壓大小調節勵磁電壓進而改變勵磁電流，并能接受來自于外部的勵磁調節信號，達到調節機組的機端電壓的目的；

轉速測量模塊，在抽水蓄能機組模塊不能夠直接提供實時轉速時用于測量抽水蓄能機組轉速；

主變壓器模塊，對發電機端口電壓進行升壓，實現發電機與無窮大電網的電氣連接；

背靠背啟動電源模塊組，用于搭建背靠背啟動并網仿真模型；

SFC啟動電源模塊組，用于搭建SFC啟動并網仿真模型；

所述SFC啟動電源模塊組包括：

靜止變頻器SFC模塊，是完成抽水蓄能機組變頻啟動的核心設備，不僅能為機組啟動提供頻率變化的啟動電流，還能夠對抽水運行工況下的機組頻率進行控制；

SFC輸出變壓器模塊，將靜止變頻器SFC模塊輸出的變頻電壓進行升壓，供抽水蓄能機組啟動使用；

降壓變壓器模塊，為靜止變頻器SFC模塊提供工作電壓，降壓變壓器模塊的高壓側與無窮大電網連接，低壓側與靜止變頻器SFC模塊連接；

其中，所述靜止變頻器SFC模塊，包括主電路和控制電路；主電路包括網側整流器、直流電抗器和機側逆變器；控制電路包括網側整流器控制模塊和機側逆變器控制模塊；網側整流器控制模塊接受第二電壓監測模塊采集到的網側電壓信息和電流監測模塊采集到的直流電抗器輸出的直流電流信息，靜止變頻器SFC模塊基于該信息控制電機電磁轉矩；網側整流器控制模塊向網側整流器提供控制信號，控制整流器輸出電流；機側逆變器控制模塊接受同期調節模塊采集到的抽水蓄能機組的機端和無窮大電網側的電壓幅值、頻率和相角信息，還接受轉速測量模塊采集到的當前轉速，還有給定的轉速信息，向機側逆變器提供控制信號，主要作用為給定逆變器的觸發器，控制輸出頻率；通過主電路和控制電路的配合，仿真出脈沖換相啟動、負載換相啟動和同期調節過程中靜止變頻器SFC模塊的動態特性；

基于上述模塊，能夠根據仿真實驗要求搭建出不同的仿真模型，模擬抽水蓄能機組的不同運行工況以及不同工況下的同期并網仿真模型。

2.如權利要求1所述抽水蓄能機組不同工況下同期并網數字仿真平臺，其特征是，所述無窮大電網模塊采用容量為抽水蓄能機組容量的10倍以上的同步發電機模型。

3.如權利要求1所述抽水蓄能機組不同工況下同期并網數字仿真平臺，其特征是，所述第一電壓監測模塊和第二電壓監測模塊采集或監視的電壓信息包括幅值、頻率和相角信息。