[發明專利]一種水電機組調速系統的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010326876.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111525594B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 王官宏;李瑩;李文鋒;張健;陶向宇;魏巍;陳剛;劉磊;王暉
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網四川省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;F03B15/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種水電機組調速系統的控制方法及裝置，通過獲取當前水電機組的運行模式，根據所述運行模式，選擇轉速模式、開度模式或功率模式，并對水電機組進行對應的調節，解決水電機組一次調頻控制水平低的問題。

技術領域

本申請涉及水力水電領域，具體涉及一種水電機組調速系統的控制方法，同時涉及一種水電機組調速系統的控制裝置。

背景技術

隨著區域互聯電網的形成，水電機組功率調節、一次調頻對電力系統穩定控制的影響變得十分敏感，特別是功率調節方式、一次調頻的控制特性、響應時間等都對聯網系統的頻率、有功穩定具有重大影響。

調速控制的基本功能是實現對發電機組的轉速調節，并入電網運行后，調速系統承擔功率調節和一次調頻的基本任務，是由調速器通過頻率、功率等外部反饋信號，按照偏差進行比例-積分-微分(PID)計算、速率限制、死區限制、幅度限制等調節特性來實現的。可在電網突發大負荷變化時快速的提供功率支援，提高電力系統的可靠性；對于短時間的負荷波動的調節可以減少二次調頻的動作，優化系統的調度、穩定電網頻率。若機組一次調頻功能不能發揮其應有的作用，不僅是對電網中保證頻率穩定的寶貴資源的浪費，而且僅靠自動發電控制(AGC)很難將電網頻率控制水平進一步提高。

然而，當前水電站調速器頻率、功率控制策略存在較大差異，部分機組控制性能不健全、導致水電機組一次調頻控制水平低，因此，亟需提出一種水電機組調速系統控制方法。

發明內容

本申請提供一種水電機組調速系統的控制方法及裝置，解決水電機組一次調頻控制水平低的問題。

本申請提供一種水電機組調速系統的控制方法，包括：

獲取當前水電機組的運行模式；

若根據所述運行模式確定當前水電機組在空轉不并網或并入孤立電網運行時，則選擇轉速模式作為基本調節模式對水電機組的轉速進行調節；

若根據所述運行模式確定當前水電機組在空轉并網運行時，則選擇開度模式作為基本調節模式對水電機組進行調節，維持水電機組的水輪機導葉開度至開度給定值；

若根據所述運行模式確定當前水電機組在并網穩定運行區間，且所述水電機組的發電機電氣功率運行平穩工況，則選擇功率模式作為基本調節模式對水電機組進行調節，維持發電機電氣功率至功率給定值。

優選的，所述選擇轉速模式作為基本調節模式對水電機組的轉速進行調節，包括：

選擇轉速模式作為基本調節模式，將水電機組的永態轉速差值系數bp設置為0，由水電機組的轉速或頻率值ω₀，減去實際轉速或頻率的測量值ω而形成轉速偏差；

通過死區環節和限幅環節后形成實際運算的轉速或頻率偏差信號，該信號通過PID運算，并經過外部指令疊加、限幅等環節運算后，形成液壓系統調節的給定指令Y_PID，對水電機組的轉速進行調節。

優選的，所述選擇開度模式作為基本調節模式對水電機組進行調節，維持水電機組的水輪機導葉開度至開度給定值，包括：

選擇開度模式作為基本調節模式，由開度給定值Y_ref，減去實際接力器行程或導葉開度的測量值P_e而形成開度偏差信號，通過死區環節和限幅環節后形成實際運算的轉速或頻率偏差信號，該信號通過與永態轉速差值系數b_p進行乘法運算，其輸出作為PID環節的積分環節輸入信號之一，通過PID運算，并經過外部指令疊加、限幅環節運算后，形成液壓系統調節的給定指令Y_PID，對水電機組調速系統的接力器行程或導葉開度實施閉環控制。

優選的，還包括：在開度模式下，投入轉速模式進行電網頻率的有差調節。

優選的，還包括：