[發明專利]一種一管多機水電機組調節系統微分方程計算方法

有效

• 申請號: 202011635402.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112651180B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 郭志成;曾云;李飛霏;錢晶;王芳芳;鄒屹東
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 張云

1.一種一管多機水電機組調節系統微分方程計算方法，其特征在于：以水力系統動態參數和多機組狀態變量表現剛性水擊下一管多機系統的水力耦合，將共用管道的水力動態轉換成每臺機組流量的微分方程模型；在水力動態基礎上構建水輪機力矩微分方程模型，與液壓調速系統模型，發電機系統模型共同構成一管多機水電機組調節系統微分方程模型；在多機組同時動作情況下，計算各臺水輪機水頭，流量和出力的暫態變化具體包含以下步驟：

步驟一：建立剛性水擊下一管多機系統流量的微分方程模型；

上式中：q_i為第i臺水輪機進口處的流量標幺值；h₀是水電站靜水頭標幺值；y_ri為額定負荷下第i臺水輪機主接力器的位移標幺值；y_i為第i臺水輪機主接力器位移標幺值；A_in，B皆為水力系統特征參數，與水流慣性時間常數有關；n為岔管的數量；

B＝T_w1T_w2…T_wn+T_w2T_w3…T_wnT_wT+T_w1T_w3…T_wnT_wT+T_w1T_w2…T_wn-1T_wT

步驟二：建立水力耦合條件下，水輪機力矩的微分方程模型；

將步驟一一管多機系統流量的微分方程模型代入微分化的水輪機力矩方程中，水輪機力矩微分方程模型如下：

上式中：P_ti為第i臺水輪機輸出力矩標幺值；A_t為水輪機增益系數；q_nl為水輪機空載流量標幺值；u_i為第i臺水輪機控制系統回路的輸出信號；y_i0為第i臺水輪機主接力器初始位移標幺值；T_yi為第i臺水輪機主接力器時間常數；

步驟三：建立一管多機水電機組調節系統微分方程模型；

將步驟一，二所建立的多機流量微分方程模型和水輪機力矩微分方程模型，與發電機系統模型和調節系統模型進行連接；

上式中：δ_i為第i臺發電機轉子q軸領先x軸的電角度；ω_B為第i臺發電機轉子同步轉速標幺值；ω_i為第i臺發電機轉子轉速標幺值；T_j為發電機機組慣性時間常數，為3-12；P_gi為第i臺發電機電磁力矩；D為發電機阻尼因子；E'_qi為q軸瞬變電動勢；X_d∑＝X_d+X_L,X'_d∑＝X'_d+X_L,X_L為線路阻抗，X_d為d軸同步電抗，X'_d為d軸瞬變電抗；U_s為機端電壓；E_fi為定子勵磁電動勢；T'_d0為時間單位為標幺時間。