[發(fā)明專利]一種抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)狀態(tài)的評估方法

在審

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• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107579533A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建中;張云程;劉涵;鄭陽;許顏賀;彭宣霖
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 廖盈春,李智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水力發(fā)電機(jī)組輔助設(shè)備狀態(tài)評估領(lǐng)域，更具體地，涉及一種抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)狀態(tài)的評估方法。

背景技術(shù)

隨著我國清潔化、低碳化能源的推廣，抽水蓄能電站的建設(shè)呈規(guī)模化態(tài)勢。抽水蓄能電站以其調(diào)峰填谷的獨特運行特性，發(fā)揮著調(diào)節(jié)負(fù)荷、節(jié)能減排和維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要作用，逐步成為我國電力系統(tǒng)有效的、不可或缺的調(diào)節(jié)手段。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和促進(jìn)電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定，開展抽水蓄能機(jī)組的運行狀態(tài)評估研究具有重要意義。

然而，現(xiàn)有的抽水蓄能機(jī)組狀態(tài)評估研究主要集中在機(jī)組及其調(diào)速系統(tǒng)，鮮有針對勵磁系統(tǒng)輔助設(shè)備的狀態(tài)評估方法研究。勵磁系統(tǒng)作為抽水蓄能機(jī)組的重要輔助設(shè)備，具有發(fā)電機(jī)工況、電動機(jī)工況、背靠背發(fā)電機(jī)工況、背靠背電動機(jī)工況、靜止變頻器(SFC)啟動工況、電制動工況和黑啟動工況等多種運行工況，根據(jù)電網(wǎng)實際需要進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換。因此，抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)與常規(guī)水電機(jī)組勵磁系統(tǒng)相比更為復(fù)雜，而狀態(tài)良好的勵磁系統(tǒng)能夠有效地保證電壓的質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定運行。研究抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)評估方法對改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有著極為重要的作用和意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了完善抽水蓄能電站的設(shè)備狀態(tài)評估體系，本發(fā)明提供一種抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)狀態(tài)的評估方法，提出一套完備的抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)綜合狀態(tài)評估指標(biāo)體系，向運行人員提供全面、有效的狀態(tài)信息，準(zhǔn)確的評估機(jī)組勵磁系統(tǒng)狀態(tài)。

本發(fā)明提供一種抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)狀態(tài)的評估方法，包括以下步驟：

根據(jù)抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)的運行參數(shù)確定抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)的各個主體因素指標(biāo)的數(shù)值，主體因素指標(biāo)包括電壓穩(wěn)定因素、動態(tài)穩(wěn)定因素、典型工況因素和關(guān)鍵溫度因素；

根據(jù)各個主體因素指標(biāo)的重要程度構(gòu)建主體因素重要程度矩陣，并根據(jù)主體因素重要程度矩陣獲得各個主體因素指標(biāo)的權(quán)重；

并根據(jù)各個主體因素指標(biāo)的數(shù)值和各個主體因素指標(biāo)的權(quán)重獲得抽水蓄能機(jī)組勵磁系統(tǒng)的評估值。

優(yōu)選地，根據(jù)重要程度矩陣獲得各個主體因素指標(biāo)的權(quán)重包括如下步驟：

獲得主體因素重要程度矩陣的最大特征根的特征向量，并對最大特征根的特征向量進(jìn)行歸一化處理獲得各個主體因素指標(biāo)的權(quán)重。

優(yōu)選地，獲得電壓穩(wěn)定因素的數(shù)值包括如下步驟：

根據(jù)抽水蓄能機(jī)組輸出額定功率時的機(jī)端電壓、以及空載情況下機(jī)端電壓給定值呈階躍式變化和輸出電壓頻率變化時的機(jī)端電壓，確定電壓穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)的數(shù)值，并對電壓穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)的數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，電壓穩(wěn)定因素包含電壓靜差率、電壓頻率比、空載階躍試驗電壓超調(diào)量、空載階躍試驗電壓上升時間以及空載階躍試驗電壓振蕩次數(shù)；

根據(jù)電壓穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)的重要程度構(gòu)造電壓穩(wěn)定因素的重要程度矩陣，根據(jù)電壓穩(wěn)定因數(shù)的重要程度矩陣確定電壓穩(wěn)定因數(shù)包含的各個性能指標(biāo)的權(quán)重；

根據(jù)歸一化處理后的電壓穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值和電壓穩(wěn)定因數(shù)包含的各個性能指標(biāo)的權(quán)重獲得電壓穩(wěn)定因素的數(shù)值。

優(yōu)選地，獲得動態(tài)穩(wěn)定因素的數(shù)值包括如下步驟：

根據(jù)在無功補償器投入且同步發(fā)電機(jī)在功率因數(shù)等于零的情況下定子電流從零變化到額定值時機(jī)端電壓、強勵磁下勵磁電壓、階躍負(fù)載時輸出有功功率、以及額定工況下額定勵磁電壓，確定動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值，并對動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，動態(tài)穩(wěn)定因素包含電壓調(diào)差率、強勵頂值電壓倍數(shù)、負(fù)載階躍試驗有功功率阻尼比、負(fù)載階躍試驗有功功率調(diào)節(jié)時間以及負(fù)載階躍試驗有功功率振蕩次數(shù)；

根據(jù)動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)之間的重要程度構(gòu)造動態(tài)穩(wěn)定因素的重要程度矩陣，根據(jù)動態(tài)穩(wěn)定因素的重要程度矩陣確定動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)的權(quán)重；

根據(jù)歸一化處理后的動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值和動態(tài)穩(wěn)定因素包含的各個性能指標(biāo)的權(quán)重獲得動態(tài)穩(wěn)定因素的數(shù)值。

優(yōu)選地，根據(jù)抽水蓄能機(jī)組滅磁時最大機(jī)端電壓、甩負(fù)荷工況下最大機(jī)端電壓、背靠背啟動工況的機(jī)端電壓、靜止變頻器啟動工況的機(jī)端電壓、黑啟動工況的機(jī)端電壓、以及額定工況下機(jī)端電壓，確定典型工況因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值，并對典型工況因素包含的各個性能指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，典型工況因素包含滅磁過電壓比、甩負(fù)荷過程機(jī)端最大電壓、背靠背啟動工況、靜止變頻器啟動工況以及黑啟動工況；