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[發(fā)明專利]集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型及其建模方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 202011156328.4 申請(qǐng)日: 2020-10-26
公開(公告)號(hào): CN112270088B 公開(公告)日: 2023-07-18
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 鄧友漢;余志強(qiáng);羅仁彩;程遠(yuǎn)楚;郭欣然;黃家志;王本紅;朱斌;羅倚天;翟玉杰;周立成 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司;武漢大學(xué)
主分類號(hào): G06F30/20 分類號(hào): G06F30/20
代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103 代理人: 成鋼
地址: 443002 湖*** 國(guó)省代碼: 湖北;42
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 集群 水輪 發(fā)電 機(jī)組 仿真 模型 及其 建模 方法
【權(quán)利要求書】:

1.集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型,其特征在于,將電力系統(tǒng)內(nèi)具有相似特性的多臺(tái)水電機(jī)組用等效集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型代替,用等效集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型與電網(wǎng)或負(fù)荷仿真模型(15)連接構(gòu)成電力系統(tǒng)整體仿真模型;

等效集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型包括等效調(diào)速器模型(1)、等效水輪機(jī)模型(2)、等效引水系統(tǒng)模型(3)和等效發(fā)電機(jī)模型(4),等效調(diào)速器模型(1)的輸出作用于等效水輪機(jī)模型(2),等效水輪機(jī)模型(2)上輸出一方面作用于等效引水系統(tǒng)模型(3),產(chǎn)生相應(yīng)流量與水頭變化并重新作用于等效水輪機(jī)模型(2),另一方面作用于等效發(fā)電機(jī)模型(4),等效發(fā)電機(jī)模型(4)根據(jù)輸出的力矩及電網(wǎng)并列方式計(jì)算出相應(yīng)的機(jī)組轉(zhuǎn)速和有功功率,反饋給等效調(diào)速器模型(1);

所述的等效調(diào)速器模型(1)包括等效調(diào)節(jié)器子模型(5)和等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7),等效調(diào)節(jié)器子模型(5)接收等效發(fā)電機(jī)模型(4)反饋的機(jī)組轉(zhuǎn)速和有功功率,對(duì)當(dāng)前的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整輸出調(diào)節(jié)指令,并將結(jié)果輸出至等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7),等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7)接收調(diào)節(jié)指令,通過調(diào)速器隨動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)計(jì)算模塊(6)進(jìn)行計(jì)算并傳送至等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7),等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7)輸出結(jié)果至等效水輪機(jī)模型(2);

所述的等效水輪機(jī)模型(2)內(nèi)設(shè)有單位轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊(10)、等效水輪機(jī)流量子模型(11)和等效水輪機(jī)力矩子模型(12),單位轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊(10)接收等效發(fā)電機(jī)模型(4)反饋的機(jī)組轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)和等效引水系統(tǒng)模型(3)輸出的水頭數(shù)據(jù)并進(jìn)行結(jié)算,并將結(jié)果輸出至等效水輪機(jī)流量子模型(11)和等效水輪機(jī)力矩子模型(12);

等效水輪機(jī)流量子模型(11)接收單位轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊(10)輸出的計(jì)算結(jié)果以及等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7)輸出的隨動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)結(jié)果,水輪機(jī)流量模型計(jì)算模塊(8)計(jì)算集群內(nèi)水輪機(jī)流量關(guān)于導(dǎo)葉開度和單位轉(zhuǎn)速的變化特性并將結(jié)果輸出至等效水輪機(jī)流量子模型(11),等效水輪機(jī)流量子模型(11)綜合計(jì)算出集群內(nèi)等效水輪機(jī)流量特性并發(fā)送至等效引水系統(tǒng)模型(3);

等效水輪機(jī)力矩子模型(12)接收單位轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊(10)輸出的計(jì)算結(jié)果以及等效隨動(dòng)系統(tǒng)子模型(7)輸出的隨動(dòng)系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)結(jié)果,水輪機(jī)力矩模型計(jì)算模塊(9)計(jì)算集群內(nèi)水輪機(jī)力矩關(guān)于導(dǎo)葉開度和單位轉(zhuǎn)速變化特性并將結(jié)果輸出至等效水輪機(jī)力矩子模型(12),等效水輪機(jī)力矩子模型(12)綜合計(jì)算出集群內(nèi)等效水輪機(jī)力矩特性并發(fā)送至等效發(fā)電機(jī)模型(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型,其特征是:所述的等效引水系統(tǒng)模型(3)與引水系統(tǒng)模型計(jì)算模塊(13)連接;

所述的等效發(fā)電機(jī)模型(4)與發(fā)電機(jī)模型計(jì)算模塊(14)連接。

3.使用上述權(quán)利要求1-2任一所述的集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型的建模方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟一、構(gòu)建等效調(diào)速器模型(1);

步驟二、構(gòu)建等效水輪機(jī)模型(2);

步驟三、構(gòu)建等效引水系統(tǒng)模型(3);

步驟四、構(gòu)建等效發(fā)電機(jī)模型(4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集群水輪發(fā)電機(jī)組仿真模型的構(gòu)建方法,其特征在于,所述的步驟一中等效調(diào)速器模型(1)構(gòu)建的具體過程為:

等效隨動(dòng)系統(tǒng)表述為:

其中等效接力器時(shí)間常數(shù)Tye計(jì)算方法如下:

式中Tyi為各機(jī)組隨動(dòng)系統(tǒng)主接力器時(shí)間常數(shù),kyi為第i臺(tái)機(jī)組在集群機(jī)組內(nèi)所占據(jù)的比例,n為被等效代替的水電機(jī)組數(shù)量。

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