[發(fā)明專利]一種水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010326876.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111525594B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王官宏;李瑩;李文鋒;張健;陶向宇;魏巍;陳剛;劉磊;王暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;F03B15/00
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

1.一種水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括：

獲取當(dāng)前水電機(jī)組的運(yùn)行模式；

若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在空轉(zhuǎn)不并網(wǎng)或并入孤立電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，則選擇轉(zhuǎn)速模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；

若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在空轉(zhuǎn)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，則選擇開度模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持水電機(jī)組的水輪機(jī)導(dǎo)葉開度至開度給定值；

若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間，且所述水電機(jī)組的發(fā)電機(jī)電氣功率運(yùn)行平穩(wěn)工況，則選擇功率模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持發(fā)電機(jī)電氣功率至功率給定值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇轉(zhuǎn)速模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括：

選擇轉(zhuǎn)速模式作為基本調(diào)節(jié)模式，將水電機(jī)組的永態(tài)轉(zhuǎn)速差值系數(shù)bp設(shè)置為0，由水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速或頻率值ω₀，減去實(shí)際轉(zhuǎn)速或頻率的測(cè)量值ω而形成轉(zhuǎn)速偏差；

通過死區(qū)環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)后形成實(shí)際運(yùn)算的轉(zhuǎn)速或頻率偏差信號(hào)，該信號(hào)通過PID運(yùn)算，并經(jīng)過外部指令疊加、限幅等環(huán)節(jié)運(yùn)算后，形成液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)的給定指令Y_PID，對(duì)水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇開度模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持水電機(jī)組的水輪機(jī)導(dǎo)葉開度至開度給定值，包括：

選擇開度模式作為基本調(diào)節(jié)模式，由開度給定值Y_ref，減去實(shí)際接力器行程或?qū)~開度的測(cè)量值P_e而形成開度偏差信號(hào)，通過死區(qū)環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)后形成實(shí)際運(yùn)算的轉(zhuǎn)速或頻率偏差信號(hào)，該信號(hào)通過與永態(tài)轉(zhuǎn)速差值系數(shù)b_p進(jìn)行乘法運(yùn)算，其輸出作為PID環(huán)節(jié)的積分環(huán)節(jié)輸入信號(hào)之一，通過PID運(yùn)算，并經(jīng)過外部指令疊加、限幅環(huán)節(jié)運(yùn)算后，形成液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)的給定指令Y_PID，對(duì)水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的接力器行程或?qū)~開度實(shí)施閉環(huán)控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：在開度模式下，投入轉(zhuǎn)速模式進(jìn)行電網(wǎng)頻率的有差調(diào)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

在開度模式下，獨(dú)立設(shè)置大網(wǎng)、小網(wǎng)、孤網(wǎng)3套調(diào)節(jié)參數(shù)；

當(dāng)接入到大規(guī)模同步電網(wǎng)時(shí)，選擇開度模式大網(wǎng)參數(shù)；

當(dāng)接入到小規(guī)模同步電網(wǎng)或區(qū)域異步電網(wǎng)時(shí)，選擇開度模式小網(wǎng)模式；

當(dāng)接入到小規(guī)模負(fù)荷運(yùn)行電網(wǎng)時(shí)，選擇孤網(wǎng)參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇功率模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持發(fā)電機(jī)電氣功率至功率給定值，包括：

選擇功率模式作為基本調(diào)節(jié)模式，由有功功率給定值P_ref，減去實(shí)際有功功率的測(cè)量值P_e而形成有功功率偏差，通過死區(qū)環(huán)節(jié)和限幅環(huán)節(jié)后形成實(shí)際運(yùn)算的轉(zhuǎn)速或頻率偏差信號(hào)，該信號(hào)通過與永態(tài)功率差值系數(shù)e_p進(jìn)行乘法運(yùn)算，其輸出作為PID環(huán)節(jié)的積分環(huán)節(jié)輸入信號(hào)之一，通過PID運(yùn)算，并經(jīng)過外部指令疊加、限幅環(huán)節(jié)運(yùn)算后，形成液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)的給定指令Y_PID。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

在功率模式下，投入轉(zhuǎn)速模式進(jìn)行電網(wǎng)頻率的有差調(diào)節(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

在功率模式下，獨(dú)立設(shè)置大網(wǎng)、小網(wǎng)、孤網(wǎng)3套調(diào)節(jié)參數(shù)；

當(dāng)接入到大規(guī)模同步電網(wǎng)時(shí)，選擇開度模式大網(wǎng)參數(shù)；

當(dāng)接入到小規(guī)模同步電網(wǎng)或區(qū)域異步電網(wǎng)時(shí)，選擇開度模式小網(wǎng)模式；

當(dāng)接入到小規(guī)模負(fù)荷運(yùn)行電網(wǎng)時(shí)，選擇孤網(wǎng)參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

功率模式和開度模式，根據(jù)電網(wǎng)頻率或功率自動(dòng)切換。

10.一種水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，包括：

運(yùn)行模式獲取單元，獲取當(dāng)前水電機(jī)組的運(yùn)行模式；

轉(zhuǎn)速模式選擇單元，若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在空轉(zhuǎn)不并網(wǎng)或并入孤立電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，則選擇轉(zhuǎn)速模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；

開度模式選擇單元，若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在空轉(zhuǎn)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，則選擇開度模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持水電機(jī)組的水輪機(jī)導(dǎo)葉開度至開度給定值；

功率模式選擇單元，若根據(jù)所述運(yùn)行模式確定當(dāng)前水電機(jī)組在并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間，且所述水電機(jī)組的發(fā)電機(jī)電氣功率運(yùn)行平穩(wěn)工況，則選擇功率模式作為基本調(diào)節(jié)模式對(duì)水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持發(fā)電機(jī)電氣功率至功率給定值。