一种用于火电厂绘制电压耐受力曲线的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于火电厂敏感设备的电压耐受力曲线绘制方法。本发明专利技术包括系统复频域建模、电压暂降(或暂升)模拟、时域方程求解分析三部分，其中：系统复频域建模实现将火电厂工艺过程转变为连续系统传递函数模型；电压暂降(或暂升)模拟实现用阶跃函数对设备运行中可能承受的电压暂降(或暂升)信号进行模拟；时域方程求解分析实现对敏感设备的电压耐受力水平评估。本发明专利技术所述电压耐受力曲线绘制方法简明且精准。

【技术实现步骤摘要】
一种用于火电厂绘制电压耐受力曲线的方法
本专利技术属于电力系统领域，尤其涉及电能质量方面的火电厂敏感设备电压耐受力曲线绘制方法。
技术介绍
电压耐受力曲线是评估敏感设备对电压暂降(或暂升)敏感度的重要方法，可以直观得到敏感设备的后果状态。电压暂降可能导致电能短缺而失去负荷，电压暂升可能会引起诸如绝缘损坏、过电压跳闸以及过励磁等故障。一种简单方便的电压耐受力曲线绘制方法，能够给现场的控制工程师提供良好的操作指导，能够提前准确对设备进行电压暂降(或暂升)的治理，从而提高火电厂生产的的电能质量。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是一种用于火电厂敏感设备的电压耐受力曲线绘制方法。其特征是包括系统复频域建模、电压暂降(或暂升)模拟、时域方程求解分析三部分，其中：系统复频域建模实现将火电厂工艺过程转变为连续系统传递函数模型，其中，控制过程的闭环传递函数G(s)可由传统建模方法得到；电压暂降(或暂升)模拟实现对设备运行中可能承受的电压暂降(或暂升)信号进行模拟，对于任何的的电压暂降(或暂升)信号，都可用多个阶跃信号叠加得到；时域方程即y(t)＝ymin(电压暂降)或y(t)＝ymax(电压暂升)，y(t)表示实际参数(转速、流量)随时间的变化规律，即过程免疫力曲线，ymin、ymax是实际生产中过程参数y(t)的最小、最大限制值，若方程无解，表示过程参数没有超过限制值，过程免疫时间可视为无穷；当y(t)曲线与ymin或ymax刚好相切时，为临界状态，此时方程y(t)＝ymin或y(t)＝ymax的解，就是过程免疫时间，此时的电压幅值与过程免疫时间，便对应了电压耐受力曲线上的一点，求解分析时域方程可以找到电压耐受力曲线上的各个点，作出电压耐受力曲线，从而实现对敏感设备的电压耐受力水平评估。此专利技术的具体技术方案如下：1、由传统建模方法得到控制过程的闭环传递函数G(s)表达式；2、设定一定采样间隔对电压暂降(或暂升)幅值从0％到120％采样，设定一定采样间隔对暂降(或暂升)持续时间从0s到60s采样；3、在电压幅值x0％下，按一定采样间隔从0s到60s依次扫描持续时间。在不同持续时间下，对应不同的电压u(t)表达式，经拉式变换得到电压U(s)表达式；4、求得实际参数Y(s)＝G(s)×U(s)，经过拉氏反变换得到实际参数y(t)，即得到过程免疫力曲线；5、若电压幅值x0％＜1，建立时域方程y(t)＝ymin；若电压幅值x0％＞1，建立时域方程y(t)＝ymax，当扫描到某一时间t0时，方程恰好有一个解，即过程免疫力曲线中过程参数y(t)与限制值ymin或ymax刚好相切的情况，这个临界状态解便是电压幅值x0％、持续时间t0下，此设备的过程免疫时间，即得到电压耐受力曲线上的一点；6、在每一采样电压幅值下，都按一定采样间隔从0s到60s依次扫描持续时间，找到方程y(t)＝ymin或y(t)＝ymax恰好有一个解的临界状态，便得到每一采样电压幅值下的过程免疫时间，对应电压耐受力曲线上的各个点，从而作出设备的电压耐受力曲线。此专利技术的具体技术方案实施流程图如附图5所示。一种用于火电厂敏感设备的电压耐受力曲线绘制方法可以在根据火电厂的实际运行情况方便简洁的作出敏感设备的电压耐受力曲线，从而对设备的敏感度进行评估，得到合理经济的电压暂降(或暂升)治理方案，实现火电厂的经济稳定运行，生产出优质安全的电能。附图说明附图1为一般过程控制回路模型；附图2为阶跃函数表示的暂降电压波形；附图3为过程免疫力曲线；附图4为电压耐受力曲线；附图5为本专利技术所述方法的流程图；具体实施方式下面结合说明书附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。本专利技术提供了一种简明、高效、易于计算、对实际控制系统正常运行无影响的电压耐受力曲线绘制方法。为评估敏感设备的敏感度，本专利技术提供敏感设备的电压耐受力曲线绘制方法。该方法的具体实现如下：1、火电厂建模得到控制过程的闭环传递函数G(s)表达式附图1中，R(s)代表额定输入量，E(s)代表输入量与反馈量的偏差，P(s)代表过程参数，F(s)代表过程参数与电压的函数关系，U(s)代表电压暂降(或暂升)过程中的设备电压，Gp(s)代表被控对象传递函数，在此优选实施例取其闭环传递函数为：Y(s)代表实际参数(转速、流量)。2、设定1％的采样间隔对电压暂降(或暂升)幅值从0％到120％采样，设定0.1s的采样间隔对暂降(或暂升)持续时间从0s到60s采样。3、阶跃函数模拟电压暂降(或暂升)信号得到电压U(s)根据附图2，正常运行时，电压标幺值为1，t＝t1时刻发生电压暂降，暂降幅值为50％，t＝t2时刻电压恢复正常，则整个过程的电压为u(t)＝ε(t)-(1-0.5)×[ε(t-t1)-ε(t-t2)]＝ε(t)-0.5×ε(t-t1)+0.5×ε(t-t2)，则电压4、求出实际参数Y(s)＝G(s)×U(s)，经过拉式反变换得到实际参数y(t),即得到过程免疫力曲线。由以上步骤可求：对Y(s)求拉式反变换可得，取t1＝100s,t2＝110s,作出实际参数y(t)曲线，如附图3所示。5、根据实际生产中实际参数y(t)的限制值0.55≤y≤1.06，列出时域方程y(t)＝ymin，即根据已设定的0.1s的采样间隔对暂降(或暂升)持续时间从0s到60s采样，令t1＝100s，取t2＝100s+n×0.1s(n＝0,1,2……)，当t2＝102.3s时，方程恰好有一解，此时y(t)与ymin刚好相切，则t2-t1＝2.3s就是电压暂降幅值50％下的过程免疫时间，坐标(0.5,2.3)就对应了电压耐受力曲线上的一点。6、根据已设定的1％的采样间隔对电压暂降(或暂升)幅值从0％到120％采样，在每一采样电压下，都对暂降(或暂升)持续时间按照已设定的0.1s的采样间隔从0s到60s采样，找到时域方程y(t)＝ymin或y(t)＝ymax恰好有一个解的临界状态，得到相应的过程免疫时间，对应电压耐受力曲线上的各个点，从而作出设备的电压耐受力曲线，如附图4所示。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于火电厂绘制电压耐受力曲线的方法，其特征是包括系统复频域建模部分、电压暂降(或暂升)模拟部分和时域方程求解分析部分，其中：系统复频域建模部分，用于将火电厂工艺过程转变为连续系统传递函数模型；电压暂降(或暂升)模拟部分，用于以阶跃函数模拟电压暂降(或暂升)过程中的电压信号；时域方程求解分析部分，用于分析敏感设备的电压耐受力水平。

【技术特征摘要】
1.一种用于火电厂绘制电压耐受力曲线的方法，其特征是包括系统复频域建模部分、电压暂降(或暂升)模拟部分和时域方程求解分析部分，其中：系统复频域建模部分，用于将火电厂工艺过程转变为连续系统传递函数模型；电压暂降(或暂升)模拟部分，用于以阶跃函数模拟电压暂降(或暂升)过程中的电压信号；时域方程求解分析部分，用于分析敏感设备的电压耐受力水平。2.一种权利要求1所述的火电厂敏感设备电压耐受力曲线绘制方法，其特征是该方法包含如下步骤：步骤1：由传统建模方法得到控制过程的闭环传递函数G(s)表达式；步骤2：设定一定采样间隔对电压暂降(或暂升)幅值从0％到120％采样，设定一定采样间隔对暂降(或暂升)持续时间从0s到60s采样；步骤3：在电压幅值x0％下，按一定采样间隔从0s到60s依次扫描持续时间，在不同持续时间下，对应不同的电压u(t)表达式，经拉式...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆伟，刘思怡，李家腾，康忠健，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37