[發(fā)明專利]一種基于機網耦合的汽輪機調門快關仿真建模方法

有效

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• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107330168B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 張寶;顧正皓;樊印龍;吳文健;丁陽俊
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;杭州意能電力技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發(fā)明公開了一種基于機網耦合的汽輪機調門快關仿真建模方法。目前尚未有研究建立完整的汽輪機‐電網側系統(tǒng)耦合模型，來模擬電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時汽輪發(fā)電機組調門進汽控制系統(tǒng)的工作特性。本發(fā)明的技術方案主要包括：以汽輪機功率信號和同步電機轉速信號作為反饋信號，將汽輪機功率信號輸送至電網側同步電機處，同步電機輸出的轉速信號用于轉速反饋，汽輪機DEH控制系統(tǒng)模型和電網側單機無窮大電網系統(tǒng)模型強耦合，建立針對于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時的機網耦合調門快關仿真模型；根據(jù)汽輪機調門快關邏輯搭建控制邏輯。本發(fā)明更貼近于實際電網瞬時故障下的調門快關動作，提高了仿真的準確性，驗證了調門快關技術對于保護機組穩(wěn)定運行的作用。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真建模技術領域，特別是一種在電網瞬時故障情況下基于機網耦合的超(超)臨界機組汽輪機調門快關仿真建模方法。

背景技術

隨著特高壓電網的互聯(lián)和逐步擴大，電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行尤其重要。為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，既要求在電網發(fā)生故障時汽輪發(fā)電機能夠迅速自動地減低出力，又要求電網故障消失時能夠迅速恢復機組出力。因此，當電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時，調門快關動作可快速降低并隨之恢復汽輪發(fā)電機組功率，減少汽輪機功率和發(fā)電機電功率的不平衡，阻止汽輪發(fā)電機組轉速飛升，改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。

汽輪機調門快關動作是指在短時間關閉進汽閥門，暫時縮小發(fā)電機電功率與汽輪機功率的差距，避免因轉子角度有較大變動而導致輸出功率發(fā)生振蕩，同時也避免了電網振蕩或遠端受電電網失步引起的電網崩潰。經過短暫關閉，當汽輪機功率與發(fā)電機電功率相等后，進汽閥門又重新開啟，汽輪發(fā)電機逐漸恢復至原來的功率。汽輪發(fā)電機組快關能有效地降低汽輪機功率，抑制汽輪發(fā)電機轉速飛升，從而防止汽輪機超速，保護電網穩(wěn)定運行。

為了電網瞬時故障下汽輪發(fā)電機組調門快關系統(tǒng)可以迅速調節(jié)并進行自我保護，在研究調門快關的過程中要對汽輪機及電網側建立精確的仿真模型，從而分析不同電網瞬時故障下汽輪機快關系統(tǒng)的功能和汽輪機運行的穩(wěn)定性。

目前針對汽輪機調門快關的仿真建模手段有以下幾種：(1)建立汽輪機帶載系統(tǒng)模型，通過直接調節(jié)快關閥改變油壓來進行快關動作的模擬和測試；(2)建立汽輪機側仿真模型，并采用單機無窮大母線的經典模型來模擬電氣側故障。但通常模型都將參數(shù)進行簡化，假設發(fā)電機交軸暫態(tài)電動勢和功角恒定，來近似考慮勵磁系統(tǒng)的影響，這樣的簡化處理對仿真結果的準確性有很大影響，無法很好地模擬電網側實際運行情況。

目前尚未有研究建立完整的汽輪機-電網側系統(tǒng)耦合模型，來模擬電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時汽輪發(fā)電機組調門進汽控制系統(tǒng)的工作特性，所以建立準確的汽輪機-電網側系統(tǒng)耦合模型對汽輪機組調門快關的研究至關重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種完整切合實際運行的基于汽輪機-電網側耦合的汽輪機調門快關仿真建模方法，其通過功率信號和轉速信號將汽輪機DEH控制系統(tǒng)模型和電網側單機無窮大系統(tǒng)模型進行耦合，通過此方法來模擬電力系統(tǒng)發(fā)生瞬時故障時汽輪機調門快關的作用效果，以極大地提高仿真的準確性和精度。

為此，本發(fā)明采用如下技術方案：一種基于機網耦合的汽輪機調門快關仿真建模方法，包括以下步驟：

1)確定汽輪機DEH控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及模型參數(shù)；

2)建立含調門快關的汽輪機DEH控制系統(tǒng)模型，該模型包含轉速反饋和功率反饋的串級雙閉環(huán)回路控制系統(tǒng)，將轉速反饋作為外回路主調節(jié)，功率反饋作為內回路副調節(jié)；

3)建立電網側單機無窮大電網系統(tǒng)模型；