[發明專利]集群水輪發電機組仿真模型及其建模方法

有效

• 申請號: 202011156328.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112270088B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 鄧友漢;余志強;羅仁彩;程遠楚;郭欣然;黃家志;王本紅;朱斌;羅倚天;翟玉杰;周立成
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司;武漢大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.集群水輪發電機組仿真模型，其特征在于，將電力系統內具有相似特性的多臺水電機組用等效集群水輪發電機組仿真模型代替，用等效集群水輪發電機組仿真模型與電網或負荷仿真模型(15)連接構成電力系統整體仿真模型；

等效集群水輪發電機組仿真模型包括等效調速器模型(1)、等效水輪機模型(2)、等效引水系統模型(3)和等效發電機模型(4)，等效調速器模型(1)的輸出作用于等效水輪機模型(2)，等效水輪機模型(2)上輸出一方面作用于等效引水系統模型(3)，產生相應流量與水頭變化并重新作用于等效水輪機模型(2)，另一方面作用于等效發電機模型(4)，等效發電機模型(4)根據輸出的力矩及電網并列方式計算出相應的機組轉速和有功功率，反饋給等效調速器模型(1)；

所述的等效調速器模型(1)包括等效調節器子模型(5)和等效隨動系統子模型(7)，等效調節器子模型(5)接收等效發電機模型(4)反饋的機組轉速和有功功率，對當前的參數進行調整輸出調節指令，并將結果輸出至等效隨動系統子模型(7)，等效隨動系統子模型(7)接收調節指令，通過調速器隨動系統時間常數計算模塊(6)進行計算并傳送至等效隨動系統子模型(7)，等效隨動系統子模型(7)輸出結果至等效水輪機模型(2)；

所述的等效水輪機模型(2)內設有單位轉速計算模塊(10)、等效水輪機流量子模型(11)和等效水輪機力矩子模型(12)，單位轉速計算模塊(10)接收等效發電機模型(4)反饋的機組轉速數據和等效引水系統模型(3)輸出的水頭數據并進行結算，并將結果輸出至等效水輪機流量子模型(11)和等效水輪機力矩子模型(12)；

等效水輪機流量子模型(11)接收單位轉速計算模塊(10)輸出的計算結果以及等效隨動系統子模型(7)輸出的隨動系統時間常數結果，水輪機流量模型計算模塊(8)計算集群內水輪機流量關于導葉開度和單位轉速的變化特性并將結果輸出至等效水輪機流量子模型(11)，等效水輪機流量子模型(11)綜合計算出集群內等效水輪機流量特性并發送至等效引水系統模型(3)；

等效水輪機力矩子模型(12)接收單位轉速計算模塊(10)輸出的計算結果以及等效隨動系統子模型(7)輸出的隨動系統時間常數結果，水輪機力矩模型計算模塊(9)計算集群內水輪機力矩關于導葉開度和單位轉速變化特性并將結果輸出至等效水輪機力矩子模型(12)，等效水輪機力矩子模型(12)綜合計算出集群內等效水輪機力矩特性并發送至等效發電機模型(4)。

2.根據權利要求1所述的集群水輪發電機組仿真模型，其特征是：所述的等效引水系統模型(3)與引水系統模型計算模塊(13)連接；

所述的等效發電機模型(4)與發電機模型計算模塊(14)連接。

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

步驟一、構建等效調速器模型(1)；

步驟二、構建等效水輪機模型(2)；

步驟三、構建等效引水系統模型(3)；

步驟四、構建等效發電機模型(4)。

4.根據權利要求3所述的集群水輪發電機組仿真模型的構建方法，其特征在于，所述的步驟一中等效調速器模型(1)構建的具體過程為：

等效隨動系統表述為：

其中等效接力器時間常數Tye計算方法如下：

式中T_yi為各機組隨動系統主接力器時間常數，kyi為第i臺機組在集群機組內所占據的比例，n為被等效代替的水電機組數量。