全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法技术

本发明专利技术公开了全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法，获取工况数据集；构建负荷模型，并计算降阶有功频率响应模型在功率阶跃激励下的频率响应曲线；根据所述频率响应曲线，计算在安全约束条件下，工况数据集中每组数据对应的最大功率阶跃量，获得最大功率阶跃量数据集；获取工况数据以及功率调节指令；将最大功率阶跃量数据集进行匹配，获得工况数据对应的最大功率阶跃量数据；基于功率调节指令，判断该最大功率阶跃量数据的阶跃能力是否在功率调节能力范围内，若是，则对所述全功率抽蓄机组直接阶跃加工；本发明专利技术的有益效果为实现了全功率抽蓄机组的快速功率阶跃调节能力释放，使得全功率抽蓄机组在保证安全性的前提下充分发挥快速功率的支撑能力。下充分发挥快速功率的支撑能力。下充分发挥快速功率的支撑能力。

【技术实现步骤摘要】
全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法


[0001]本专利技术涉及全功率变速恒频抽蓄机组运行控制
，具体而言，涉及全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法。

技术介绍

[0002]全功率抽蓄机组是具有调速、励磁以及变频器控制系统，且各控制系统的动态稳定以及协调配合保证了机组的稳定运行，为了机组具备快速功率阶跃调节能力，全功率抽蓄机组一般采用变流器控制功率，调速器控制转速的快速功率控制方式，然而，在该控制方式下，全功率抽蓄机组的功率快速调节将导致机组转速(或频率)偏离最优运行工况，频繁调节将影响机组运行效率、增大机组振动，缩短机组寿命，通常都是通过严格限制全功率抽蓄机组的快速功率阶跃量来实现对全功率抽蓄机组进行控制，但是采用这种方法，将导致机组不能充分发挥快速功率支撑能力。
[0003]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术采用限制快速功率阶跃量的方法对全功率抽蓄进行调节，会造成全功率抽蓄机组不能充分发挥快速功率的支撑能力，目的在于提供全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法，能够实现全功率抽蓄机组充分发挥快速功率的支撑能力。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量评估方法，方法步骤包括：
[0007]获取工况数据集，所述工况数据集为全功率抽蓄机组在运行时候的机组功率数据集以及水头数据集；
[0008]构建降阶有功频率响应模型，并计算所述降阶有功频率响应模型在功率阶跃激励下的频率响应曲线，所述降阶有功频率响应模型为在忽略全功率抽蓄机组励磁系统以及变流器影响下的等效模型；
[0009]根据所述频率响应曲线，计算在安全约束条件下，所述工况数据集中每组数据对应的最大功率阶跃量，获得最大功率阶跃量数据集。
[0010]优选地，所述频率响应曲线的具体计算方法包括：
[0011]构建降阶有功频率响应模型，根据所述降阶有功频率响应模型，构建小信号模型，并在负荷阶跃激励下，提取所述小信号模型的频率响应曲线。
[0012]优选地，所述最大功率阶跃量的计算方法包括：
[0013]根据所述频率响应曲线以及所述工况数据集，计算所述工况数据集中每组数据对应的功率阶跃量；
[0014]判断所述频率响应曲线中，对应的频率是否满足安全约束条件，若满足，则获得最大功率阶跃量。
[0015]优选地，所述安全约束条件具体包括：
[0016]机组功率阶跃过程中，最高频率f
max
大于过速保护对应的频率限值f
maxall
，但持续时间t
over
小于过速保护动作延时t
overdelay
；
[0017]机组功率阶跃过程中，最低频率f
min
小于低频保护对应的频率限值f
minall
，但持续时间t
low
小于低频保护动作延时t
lowdelay
；
[0018]机组功率阶跃过程中，机组实际频率f
real
与最优频率f
opt
之间的偏差绝对值|f
err
|大于允许的频率绝对值|f
errall
|，但持续时间t
err
小于最大耐受时间t
errdelay
。
[0019]优选地，所述降阶有功频率响应模型包括调速器、水轮机以及发电机，所述调速器的输出端与所述水轮机的输入端连接，所述水轮机的输出端与所述发电机的输入端连接，所述发电机输出端输出全功率抽蓄机组的实际功率，并将实际功率与全功率抽蓄机组的参考频率输入到所述调速器，且所述发电机采用二阶模型，所述负荷模型采用恒功率负荷模型，并联在发电机机端。
[0020]优选地，所述水轮机采用的是可以考虑初始运行水头与负荷影响的等效模型，具体表达式为：
[0021][0022]s为拉普拉斯算子；ΔPm为水轮机输出的机械功率偏差量；Δy为导叶开度偏差量；T
wN
为额定运行点处的水锤时间常数；G
ht
(s)为水轮机传递函数。P
m0
为水轮机输出机械功率的初始稳态值，h0为水轮机初始运行水头。
[0023]优选地，所述小信号模型的具体表达式为：
[0024][0025]X为小信号模型的状态变量，Y为小信号模型的输出变量，U为小信号模型的输入变量；A为小信号模型的状态矩阵，B为小信号模型的输入矩阵，C为小信号模型的输出矩阵，D为小信号模型的传输矩阵。
[0026]优选地，所述最大功率阶跃量的具体表达式为：
[0027][0028]t为时间，t
s
为功率阶跃后机组频率偏差小于最大允许频率偏差所需的调节时间，
△
P为功率阶跃量。
[0029]本专利技术还提供了全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量调控方法，方法步骤包括：
[0030]获取全功率抽蓄机组实时运行的工况数据以及功率调节指令；
[0031]将所述工况数据与上所述的评估方法计算的最大功率阶跃量数据集进行匹配，获得所述工况数据对应的最大功率阶跃量数据；
[0032]基于功率调节指令，判断该最大功率阶跃量数据的阶跃能力是否在功率调节能力范围内，若是，则对所述全功率抽蓄机组直接阶跃加工了，否则，进行分阶段加功率。
[0033]传统的在对全功率抽蓄机组进行功率快速调节的时候，通常采用的是通过严格限制全功率抽蓄机组的快速功率阶跃量来实现对全功率抽蓄机组进行控制，但是采用这种方法，将导致机组不能充分发挥快速功率支撑能力；本专利技术提供了全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量调控方法，通过将实时工况数据与计算出来的最大功率阶跃量进行匹配，直接根据匹配后的数据对全功率抽蓄机组进行实时调节，实现了全功率抽蓄机组的快速功率阶跃调节能力，使得全功率抽蓄机组充分发挥快速功率的支撑能力。
[0034]优选地，所述分阶段加功率的具体方法步骤包括：以最大功率阶跃能力进行第一次调节，并延时时间t后，在以斜率k线性加功率，直至达到目标功率。
[0035]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0036]本专利技术实施例提供的全功率抽蓄机组最大功率阶跃量评估方法、调控方法，通过将实时工况数据与计算出来的最大功率阶跃量进行匹配，直接根据匹配后的数据对全功率抽蓄机组进行实时调节，释放了全功率抽蓄机组的快速功率阶跃调节能力，使得全功率抽蓄机组在保证安全性的前提下充分发挥快速功率的支撑能力。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量评估方法，其特征在于，方法步骤包括：获取工况数据集，所述工况数据集为全功率抽蓄机组在运行时候的机组功率数据集以及水头数据集；构建抽蓄机组降阶有功频率响应模型，并计算所述降阶有功频率响应模型在功率阶跃激励下的频率响应曲线，所述降阶有功频率响应模型为在忽略全功率抽蓄机组励磁系统以及变流器影响下的等效模型；根据所述频率响应曲线，计算在安全约束条件下，所述工况数据集中每组数据对应的最大功率阶跃量，获得最大功率阶跃量数据集。2.根据权利要求1所述的全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量评估方法，其特征在于，所述频率响应曲线的具体计算方法包括：构建降阶有功频率响应模型，根据所述降阶有功频率响应模型，构建小信号模型，并在负荷阶跃激励下，提取所述小信号模型的频率响应曲线。3.根据权利要求1所述的全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量评估方法，其特征在于，所述最大功率阶跃量的计算方法包括：根据所述频率响应曲线以及所述工况数据集，计算所述工况数据集中每组数据对应的功率阶跃量；判断所述频率响应曲线中，对应的频率是否满足安全约束条件，若满足，则获得最大功率阶跃量。4.根据权利要求3所述的全功率抽蓄机组的最大功率阶跃量评估方法，其特征在于，所述安全约束条件具体包括：机组功率阶跃过程中，最高频率f
max
大于过速保护对应的频率限值f
maxall
，但持续时间t
over
小于过速保护动作延时t
overdelay
；机组功率阶跃过程中，最低频率f
min
小于低频保护对应的频率限值f
minall
，但持续时间t
low
小于低频保护动作延时t
lowdelay
；机组功率阶跃过程中，机组实际频率f
real
与最优频率f
opt
之间的偏差绝对值|f
err
|大于允许的频率绝对值|f
errall
|，但持续时间t
err
小于最大耐受时间t
errdelay
。5.根据权利要求1所述的全功率抽蓄机组的最大功...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁理杰，史华勃，韩晓言，陈刚，姜振超，王永灿，周文越，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：