[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

本發明公開了抽水蓄能機組不同工況下同期并網仿真平臺及仿真系統，為開展抽水蓄能機組的同期并網研究提供仿真功能。該平臺包含抽水蓄能機組模塊、無窮大電網模塊、靜止變頻器、背靠背啟動機組模塊、主變壓器模塊、SFC輸出變壓器模塊、降壓變壓器模塊、同期調節模塊、勵磁控制模塊、水輪機調速模塊、背靠背啟動調速模塊、并網斷路器模塊、啟動斷路器模塊、第一電壓監測模塊、第二電壓監測模塊、轉速測量模塊、監測系統模塊。通過對功能模塊進行組合和調整，可搭建抽水蓄能機組不同工況下的仿真模型，能實現包括發電工況、水泵工況背靠背啟動、水泵工況SFC啟動等多種運行工況、多種啟動方式下的抽水蓄能機組并網仿真功能。

技術領域

本發明涉及電力設備仿真領域，尤其涉及抽水蓄能機組不同工況下同期并網仿真平臺及仿真系統。

背景技術

抽水蓄能電站兼具有發電、抽水等多種運行工況，通過工況間的轉換，抽水蓄能電站能夠實現調峰填谷、調頻調相、電壓調整等多項重要功能，抽水蓄能電站的各種運行工況都需要與電力系統并網運行，但是不同工況下抽水蓄能機組對同期并網的要求各不相同。

抽水蓄能機組并網是十分重要的操作，且操作比較頻繁。并網過程會產生一定的沖擊電流，如果沖擊電流過大，不僅會使發變組保護裝置誤動作，導致并網失敗，而且沖擊電流所產生的電動力會給水輪機和發電機設備的安全運行帶來不利影響，嚴重時會損壞發電設備，帶來巨大的經濟損失。因此開展抽水蓄能機組不同運行工況下的同期并網研究，對提高抽水蓄能機組和電站的安全穩定運行，具有重要意義。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供抽水蓄能機組不同工況下同期并網仿真平臺及仿真系統，該平臺能夠較好的仿真抽水蓄能機組、機組不同的運行工況、同期并網的各控制環節以及從機組啟動到完成并網的完整動態過程。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

抽水蓄能機組不同工況下同期并網仿真平臺，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功能，采用可逆式的同步電機模型，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兩個參數是能調節的，能夠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；采集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，當機端電壓和機組轉速到達一定的值時，即抽水蓄能機組的機端電壓達到額定電壓，抽水蓄能機組轉速達到額定轉速的97％時，同期調節模塊開始對抽水蓄能機組電壓和頻率進行調節，使抽水蓄能機組滿足并網條件，并當抽水蓄能機組與電網間相角差滿足預設并網要求時發出并網信號；所述并網參數能夠根據需要進行修改，以考察不同并網參數下的同期并網過程；

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；