[發(fā)明專利]基于交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行約束的慣性調(diào)頻控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210723857.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115173434A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李輝;謝寧寧;姚然;向?qū)W位;周芷汀;譚宏濤;彭瀚鋒;李青和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/46;H02J3/48;F03B13/06;F03B15/08;F03B15/16
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.基于交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行約束的慣性調(diào)頻控制方法，其特征在于：

該方法包括功率調(diào)節(jié)方式選擇、水泵水輪機(jī)及變流器功率參考值分析計(jì)算以及最優(yōu)轉(zhuǎn)速及最優(yōu)導(dǎo)葉開(kāi)度查表，其中：

所述功率調(diào)節(jié)方式選擇，用于根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)速及功率參考值確定機(jī)組采用功率階躍變化方式還是功率斜坡變化進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，防止機(jī)組因快速調(diào)節(jié)而過(guò)度釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能導(dǎo)致機(jī)組失速；

所述水泵水輪機(jī)及變流器功率參考值分析計(jì)算，用于根據(jù)機(jī)組參考功率、轉(zhuǎn)速及損耗等參數(shù)確定機(jī)側(cè)變流器功率參考值機(jī)水泵水輪機(jī)功率參考值；

所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速及最優(yōu)導(dǎo)葉開(kāi)度查表，用于根據(jù)實(shí)時(shí)水頭及水泵水輪機(jī)功率確定機(jī)組最優(yōu)轉(zhuǎn)速及最優(yōu)導(dǎo)葉開(kāi)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行約束的慣性調(diào)頻控制方法，其特征在于：所述功率調(diào)節(jié)方式選擇按照下述公式確定發(fā)電工況機(jī)組有功功率階躍變化范圍：

其中，J為機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，考慮接力器的傳輸延遲時(shí)間T_y＝1s，機(jī)組整體效率為η，w₀為機(jī)組初始轉(zhuǎn)子角速度，w₁為機(jī)組轉(zhuǎn)子角速度極限值，機(jī)組突增負(fù)荷時(shí)為轉(zhuǎn)子角速度最小值，機(jī)組突減負(fù)荷時(shí)為轉(zhuǎn)子角速度最大值，交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組的轉(zhuǎn)子角速度變化范圍為±10％，即w_1max＝1.1pu，w_1min＝0.9pu，a_m為水輪機(jī)輸出機(jī)械功率增加或減少最大速度，即0.05(pu/s)；t為機(jī)組轉(zhuǎn)子角速度跌落到最低值且機(jī)組實(shí)現(xiàn)功率平衡時(shí)所需時(shí)間，λ為機(jī)組突增或突減輸出有功功率的比例，P_N為機(jī)組容量；

按照下述公式確定發(fā)電工況機(jī)組有功功率斜坡變化范圍：

其中，k為機(jī)組功率斜坡變化斜率，t為從機(jī)組功率調(diào)節(jié)開(kāi)始起到原動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率與機(jī)組電磁功率相等所需時(shí)間，t₁為從機(jī)組功率調(diào)節(jié)開(kāi)始到輸出功率達(dá)到參考值所需時(shí)間；

按照下述公式確定抽水工況機(jī)組有功功率階躍變化范圍：

按照下述公式確定抽水工況機(jī)組有功功率斜坡變化范圍：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行約束的慣性調(diào)頻控制方法，其特征在于：所述水泵水輪機(jī)及變流器功率參考值分析計(jì)算按照下述公式確定所述發(fā)電工況下，變流器的有功功率參考值P₁^*：

其中，s為轉(zhuǎn)差率，P₁為定子端輸出有功功率，P_em為定子端電磁功率，P_m為水輪機(jī)輸入機(jī)械功率，P_e2為轉(zhuǎn)子端電磁功率，P₂為轉(zhuǎn)子端輸出有功功率，p_Cu1＝3I2 1R₁和p_Fe1＝3I2 mR_m分別為定子銅耗和定子鐵耗，p_Cu2＝3I2 2R₂為轉(zhuǎn)子銅耗，p_m和p_s分別為機(jī)械損耗和雜散損耗，本文記為常數(shù)；其中，I₁、I₂和I_m分別為定子電流、轉(zhuǎn)子電流和激磁電流，R₁、R₂和R_m分別為定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻和激磁電阻，p_gf、p_cf分別為網(wǎng)側(cè)、機(jī)側(cè)變流器損耗，按照下述公式確定p_gf及p_cf：

其中，η_g、η_c分別為網(wǎng)側(cè)機(jī)側(cè)變流器效率，I_g、I_c分別為網(wǎng)側(cè)機(jī)側(cè)變流器電流；

按照下述公式確定所述發(fā)電工況下，原動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率參考值P*m為：

按照下述公式確定所述抽水工況下，變流器的有功功率參考值P₁^*為：

按照下述公式確定所述抽水工況下，原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率參考值P_m^*為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流勵(lì)磁抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行約束的慣性調(diào)頻控制方法，其特征在于：所述最優(yōu)轉(zhuǎn)速及最優(yōu)導(dǎo)葉開(kāi)度查表通過(guò)水泵水輪機(jī)全特性曲線搜索得出不同水頭及功率下，機(jī)組的最優(yōu)轉(zhuǎn)速及最優(yōu)開(kāi)度。