原动机模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种原动机模拟装置，其中原动机模拟装置包括：信号获取电路，D/A转换器，参考值获得电路，汽轮机模拟电路，机械功率确定电路和A/D转换器；参考值获得电路，用于根据转速模拟信号和电磁功率模拟信号，获得机械功率参考值；汽轮机模拟电路，用于根据机械功率参考值，确定非再热机组机械功率，根据机械功率参考值和比例系数，确定再热机组机械功率；机械功率确定电路，用于根据再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定机械功率模拟信号。本实用新型专利技术在控制建模工作量的基础上提高了频率特性模拟效果，为模拟多机同步系统出现大型功率缺额后的频率特性以及研究电力系统频率稳定性奠定基础。

Prime mover simulator

【技术实现步骤摘要】
原动机模拟装置
本技术涉及电力系统特性模拟
，尤其涉及原动机模拟装置。
技术介绍
频率稳定性是电力系统在遭受严重扰动导致系统发电-负荷出现严重不平衡时，频率能够保持或恢复到允许的范围内不发生频率崩溃的能力。对于频率稳定性的研究，学者们最初采用时域仿真的分析方法，该方法可以得到详细的系统频率动态响应曲线，并可以考虑频率动态的时空分布特征。但由于考虑因素较多，分析速度较慢，为此，有学者提出平均系统频率模型(AverageSystemFrequencymodel,ASF模型)和系统频率响应模型(SystemFrequencyResponsemodel,SFR模型)的频率稳定性分析方法。ASF模型将全网所有发电机转子运动方程等值聚合为单机模型，保留了各机组原动机调速器的独立响应，降低了系统规模，计算量小，但是对于包含上万台机组的大型同步电网，采用ASF模型需要对全网所有的原动机分别进行建模，工作量极大。SFR模型则在ASF模型基础上进行了简化，全系统用单机模型来表示，仅考虑系统惯性时间常数和再热时间常数，可解析求解给定扰动下系统频率最大偏移量及其对应出现的时间，虽然无需分别对不同机组的原动机进行建模，但进行频率特性模拟时模拟效果较差，难以复现系统出现大型功率缺额后的频率特性。
技术实现思路
本申请实施方式提供一种原动机模拟装置，用以模拟全网所有原动机的运行过程，在控制建模工作量的基础上提高频率特性模拟效果，为模拟多机同步系统出现大型功率缺额后的频率特性以及研究电力系统频率稳定性奠定基础，该装置包括：信号获取电路，D/A转换器，参考值获得电路，汽轮机模拟电路，机械功率确定电路和A/D转换器；所述信号获取电路，用于获取发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号；所述D/A转换器，用于将所述的发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号转换为转速模拟信号和电磁功率模拟信号；所述参考值获得电路，用于根据所述转速模拟信号和电磁功率模拟信号，获得原动机的机械功率参考值；所述汽轮机模拟电路，用于根据所述的原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据所述的原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率；所述机械功率确定电路，用于根据所述的原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号；所述A/D转换器，用于将所述的原动机的机械功率模拟信号转换为机械功率数字信号。相比于现有技术中平均系统频率模型和系统频率响应模型，本申请实施方式提供的原动机模拟装置，对全网所有原动机进行统一建模，不仅在参考值获得电路中模拟了全网原动机中调速器的运行过程，还利用汽轮机模拟电路模拟了全网原动机中汽轮机的运行过程，在获得原动机的机械功率参考值之后，根据原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率，最后根据原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号。本申请实施方式提供的原动机模拟装置仅利用一个综合模型实现全网所有原动机的运行过程模拟，有效控制了建模工作量，并且通过在原动机模拟装置中加入原动机中汽轮机运行过程的模拟，在控制建模工作量的基础上提高了频率特性模拟效果，为模拟多机同步系统出现大型功率缺额后的频率特性以及研究电力系统频率稳定性奠定基础。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本申请实施方式中原动机模拟装置的结构图；图2为本申请实施方式中原动机模拟装置的参考值获得电路的结构图；图3为本申请实施方式中原动机模拟装置的参考值获得电路、汽轮机模拟电路以及机械功率确定电路的结构图。具体实施方式为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施方式做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。为了模拟全网所有原动机的运行过程，在控制建模工作量的基础上提高频率特性模拟效果，为模拟多机同步系统出现大型功率缺额后的频率特性以及研究电力系统频率稳定性奠定基础，本申请实施方式提供一种原动机模拟装置，如图1所示，该装置可以包括：信号获取电路100，D/A转换器200，参考值获得电路300，汽轮机模拟电路400，机械功率确定电路500和A/D转换器600；所述信号获取电路100，用于获取发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号；所述D/A转换器200，用于将所述的发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号转换为转速模拟信号和电磁功率模拟信号；所述参考值获得电路300，用于根据所述转速模拟信号和电磁功率模拟信号，获得原动机的机械功率参考值；所述汽轮机模拟电路400，用于根据所述的原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据所述的原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率；所述机械功率确定电路500，用于根据所述的原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号；所述A/D转换器600，用于将所述的原动机的机械功率模拟信号转换为机械功率数字信号。由图1所示可以得知，本申请实施方式提供的原动机模拟装置，对全网所有原动机进行统一建模，不仅在参考值获得电路中模拟了全网原动机中调速器的运行过程，还利用汽轮机模拟电路模拟了全网原动机中汽轮机的运行过程，在获得原动机的机械功率参考值之后，根据原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率，最后根据原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号。本申请实施方式提供的原动机模拟装置仅利用一个综合模型实现全网所有原动机的运行过程模拟，有效控制了建模工作量，并且通过在原动机模拟装置中加入原动机中汽轮机运行过程的模拟，在控制建模工作量的基础上提高了频率特性模拟效果，为模拟多机同步系统出现大型功率缺额后的频率特性以及研究电力系统频率稳定性奠定基础。下面结合图2-图3的示例说明本申请实施方式的原动机模拟装置的具体实施。当然，本领域技术人员容易理解，图2-图3所示的具体结构仅为实现本申请实施方式原动机模拟装置的一个具体实例，在具体实施时完全可以将装置中的部分或全部结构单元进行变形，例如可以通过增加或减少加法器电路或乘法器电路来实现相同的功能。如图2所示，本例的原动机模拟装置中，参考值获得电路300包括：调速器模拟电路310和伺服电机模拟电路320，调速器模拟电路310，用于根据发电机的转速模拟信号、原动机的转速参考值和原动机的功率参考值，确定原动机的电磁功率参考值；伺服电机模拟电路320，用于根据发电机的电磁功率模拟信号和原动机的电磁功率参考值，确定原动机的机械功率参考值。现有技术中通常仅模拟全网原动机中调速器的运行过程，而缺少对于原动机中伺服电机和汽轮机的模拟，这使得进行频率特性模拟时模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原动机模拟装置，其特征在于，包括：信号获取电路，D/A转换器，参考值获得电路，汽轮机模拟电路，机械功率确定电路和A/D转换器；所述信号获取电路，用于获取发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号；所述D/A转换器，用于将所述的发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号转换为转速模拟信号和电磁功率模拟信号；所述参考值获得电路，用于根据所述转速模拟信号和电磁功率模拟信号，获得原动机的机械功率参考值；所述汽轮机模拟电路，用于根据所述的原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据所述的原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率；所述机械功率确定电路，用于根据所述的原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号；所述A/D转换器，用于将所述的原动机的机械功率模拟信号转换为机械功率数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种原动机模拟装置，其特征在于，包括：信号获取电路，D/A转换器，参考值获得电路，汽轮机模拟电路，机械功率确定电路和A/D转换器；所述信号获取电路，用于获取发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号；所述D/A转换器，用于将所述的发电机的转速数字信号和电磁功率数字信号转换为转速模拟信号和电磁功率模拟信号；所述参考值获得电路，用于根据所述转速模拟信号和电磁功率模拟信号，获得原动机的机械功率参考值；所述汽轮机模拟电路，用于根据所述的原动机的机械功率参考值，确定原动机的非再热机组机械功率，根据所述的原动机的机械功率参考值和比例系数，确定原动机的再热机组机械功率；所述机械功率确定电路，用于根据所述的原动机的再热机组机械功率和非再热机组机械功率，确定原动机的机械功率模拟信号；所述A/D转换器，用于将所述的原动机的机械功率模拟信号转换为机械功率数字信号。2.如权利要求1所述的原动机模拟装置，其特征在于，所述参考值获得电路包括：调速器模拟电路，用于根据发电机的转速模拟信号、原动机的转速参考值和原动机的功率参考值，确定原动机的电磁功率参考值；伺服电机模拟电路，用于根据发电机的电磁功率模拟信号和原动机的电磁功率参考值，确定原动机的机械功率参考值。3.如权利要求2所述的原动机模拟装置，其特征在于，所述调速器模拟电路包括：第一加法器电路、第二加法器电路和第一乘法器电路，所述伺服电机模拟电路包括：第三加法器电路；第一加法器电路输入端接入发电机的转速模拟信号和原动机的转速参考值；第一加法器电路输出端连接第一乘法器电路输入端；第一乘法器电路输出端连接第二加法器电路输入端；第二加法器电路输入端接入原动机的功率参考值；第二加法器电路输出端获得原动机的电磁功率参考值；第三加法器电路输入端接入发电机的电磁功率模拟信号和第二加法器电路输出端获得的原动机的电磁功率参考值；第三加法器电路输出端获得原动机的机械功率参考值。4.如权利要求3所述的原动机模拟装置，其特征在于，所述伺服电机模拟电路还包括：第四加法器电路、第二乘法器电路、第三乘法器电路和积分器电路；第二加法器电路输出端分别连接第三加法器电路输入端和第三乘法器电路输入端；第三加法器电路输出端分别连接第二乘法器电路输入端和积分器电路输入端；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大卫，雷为民，高舜安，赵峰，王耀函，刘辉，程雪坤，李蕴红，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，国网冀北电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11