[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

• 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

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T_yi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。