[發(fā)明專利]一種基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法與裝置

有效

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• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109301844B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 周挺輝;甄鴻越;劉蔚;趙利剛;王長香;黃冠標;楊誠
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

確定所述電網系統(tǒng)中需進行調速器PID參數(shù)優(yōu)化的水電機組，并將每一個水電機組調速器PID參數(shù)中的初始比例系數(shù)和初始積分系數(shù)分別調整為第一比例系數(shù)和第一積分系數(shù)；

對所述電網系統(tǒng)進行故障擾動，以激發(fā)所述電網系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩，并對所述低頻振蕩產生的信號進行Prony分析，獲取所述電網系統(tǒng)在發(fā)生所述低頻振蕩期間的振動周期；

當所述電網系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩時，記錄每一個水電機組的機械功率曲線，并根據所述機械功率曲線計算所述電網系統(tǒng)發(fā)生故障擾動后每一個水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量和穩(wěn)態(tài)時間；

根據所述機械功率曲線和所述穩(wěn)態(tài)調節(jié)量計算所述水電機組的超調比例；

判斷所述每一個水電機組的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量是否小于第一閾值，若是，則調整所述水電機組的第一積分系數(shù)，并重新對所述電網系統(tǒng)進行故障擾動，重新計算每一個水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量；若否，則調整若干個水電機組的第一比例系數(shù)；

判斷所述每一個水電機組的穩(wěn)態(tài)時間是否小于第二閾值，若是，則結束對所述水電機組調速器PID參數(shù)的優(yōu)化過程；若否，則重新對所述電網系統(tǒng)進行故障擾動，重新計算每一個水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量。

2.如權利要求1所述的基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述并根據所述機械功率曲線計算所述電網系統(tǒng)發(fā)生故障擾動后每一個水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量和穩(wěn)態(tài)時間，具體包括：

根據公式AD(k)＝(F_f-F_ref-S_q(k)×F_ref)/F_ref/E_p(k)，計算水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量；

其中，AD(k)為第k個水電機組功率的穩(wěn)態(tài)調節(jié)量，F(xiàn)_f為所述低頻振蕩平息后所述電網系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率，F(xiàn)_ref為所述電網系統(tǒng)的標準頻率，S_q(k)為第k個水電機組的PID調節(jié)死區(qū)，E_p(k)為第k個水電機組的調差系數(shù)；

所述穩(wěn)態(tài)時間為所述水電機組的機械功率開始穩(wěn)定保持在預設第一功率范圍時的時間點。

3.如權利要求2所述的基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據所述機械功率曲線和所述穩(wěn)態(tài)調節(jié)量計算所述水電機組的超調比例，具體包括：

根據所述機械功率曲線計算所述機械功率曲線中的初始值和第二擺極值；其中，所述初始值為所述故障擾動發(fā)生時所述水電機組的機械功率值，所述第二擺極值為所述故障擾動發(fā)生后的1.5T～2.5T時間內的機械功率極值；其中，T為所述電網系統(tǒng)在發(fā)生所述低頻振蕩期間的振動周期；

根據所述初始值和所述第二擺極值，計算所述水電機組發(fā)生故障擾動后功率的第一調節(jié)量；

根據所述第一調節(jié)量與所述穩(wěn)態(tài)調節(jié)量，計算所述水電機組的超調比例。

4.如權利要求3所述的基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述根據所述初始值和所述第二擺極值，計算所述水電機組發(fā)生故障擾動后功率的第一調節(jié)量，具體包括：

根據公式P₁(k)＝P₀(k)-P_i(k),計算水電機組發(fā)生故障擾動后功率的第一調節(jié)量；

其中，P₁(k)為第k個水電機組發(fā)生故障擾動后功率的第一調節(jié)量，P₀(k)為第k個水電機組發(fā)生故障擾動時功率的初始值，P_i(k)為所述第二擺極值。

5.如權利要求4所述的基于電網系統(tǒng)的水電機組調速器PID參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，根據所述第一調節(jié)量與所述穩(wěn)態(tài)調節(jié)量，計算所述水電機組的超調比例，具體包括：

根據公式OS(k)＝P₁(k)÷AD(k),計算所述水電機組的超調比例；

其中，OS(k)為第k個水電機組的超調比例。