【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水力发电及电力系统建模，具体涉及一种冲击式水轮机建模方法、模型和装置。
技术介绍
1、水力发电是我国最重要的发电方式之一，占到我国电力系统装机容量的20％以上。建立可表征水力发电系统实际特性的水轮机调节系统模型，含水电的电力系统仿真及稳定分析的重要基础，其仿真结果的准确度直接影响电力系统运行和规划中决策的正确性。水轮机的动态特性对水电机组控制系统及与其相连的电网的稳定性有重要的影响，在电力系统分析与水轮机调节系统研究中，作为调节系统的组成单元水轮机模型一直是研究的焦点。
2、在电力系统仿真计算及大量的研究中，对反击式水轮机模型有较多的研究与描述，对冲击式水轮机的模型常采用简化的孔口出流模型，不能反映冲击式水轮机的真实特性。为反映冲击式水轮机的真实动力系统及研究冲击式水轮机在电网中的调节作用，需建立能够准确描述冲击式水轮机非线性特性的模型。
3、冲击式水轮机具有高水头、长输水系统、独特的折向器机构及双调节特性，通用的水轮机调节系统模型不适用于表征冲击式水轮机调节系统的动态特性。当前已有的冲击式水轮机模型主要应用于水力系统暂态过程分析，所以该模型过于复杂，不利于模型参数实测，不适用于电力系统稳定分析。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能够正确反映冲击式水轮机真实特性的冲击式水轮机模型结构及其建模方法，解决现有冲击式水轮机模型过于简单、不能真实反映冲击式水轮机的动态特性且模型参数不易准确获得的技术问题。
2、为实现上述目的，本
3、获取冲击式水轮机喷针接力器行程数据、水轮机动态水头数据和机组出力测量数据；
4、基于所述冲击式水轮机喷针接力器行程数据、所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据；
5、基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据，得到水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型；
6、基于所述水轮机动态水头数据和所述喷嘴流量数据迭代计算水轮机动态水头数据；
7、基于水轮机动态水头数据、所述喷嘴流量数据和水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型计算水轮机出力数据。
8、作为本专利技术进一步的方案，所述基于所述冲击式水轮机喷针接力器行程数据、所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据，包括：
9、基于获取的冲击式水轮机喷针接力器行程数据和水轮机设计参数计算射流直径数据；
10、基于所述射流直径数据和所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据。
11、作为本专利技术进一步的方案，所述基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据，得到水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型，包括：
12、基于获取的冲击式水轮机喷针接力器行程数据和水轮机设计参数计算射流直径数据；
13、基于所述射流直径数据和水轮机静态水头数据计算喷嘴流量数据；
14、基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据计算水轮机效率；
15、改变冲击式水轮机喷针接力器行程数据，得到在同一水轮机静态水头数据下水轮机效率与冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型；
16、改变水轮机静态水头数据，得到在不同水轮机静态水头数据下水轮机效率与冲击式水轮机喷针接力器行程数据和水轮机静态水头数据的函数模型。
17、作为本专利技术进一步的方案，所述基于所述水轮机动态水头数据和所述喷嘴流量数据迭代计算水轮机动态水头数据，包括：
18、基于所述喷嘴流量数据和水击方程计算引水系统水击压力上升数据；
19、基于所述引水系统水击压力上升数据和所述水轮机动态水头数据得到更新的水轮机动态水头数据。
20、作为本专利技术进一步的方案，所述基于所述引水系统水击压力上升数据和所述水轮机动态水头数据得到更新的水轮机动态水头数据，包括：
21、获取目前的水轮机动态水头数据和所述引水系统水击压力上升数据；
22、将所述目前的水轮机动态水头数据和所述引水系统水击压力上升数据相加得到更新的水轮机动态水头数据。
23、作为本专利技术进一步的方案，所述基于水轮机动态水头数据、所述喷嘴流量数据和水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型计算水轮机出力数据，包括：
24、获取冲击式水轮机喷针接力器行程数据和水轮机动态水头数据，基于水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型获得水轮机效率数据；
25、基于水轮机动态水头数据、所述喷嘴流量数据和水轮机效率数据计算水轮机出力数据。
26、另一方面，本专利技术提供一种冲击式水轮机模型，包括：喷针接力器行程测量模块、水轮机静态水头测量模块、机组出力测量模块、射流直径计算模块、水轮机流量计算模块、引水系统水击压力上升值计算模块、动态工作水头计算模块、水轮机效率计算模块、水头反馈计算模块、水轮机出力计算模块；
27、所述喷针接力器行程测量模块将测量的喷针接力器行程数据一路发送至射流直径计算模块，另一路发送至所述水轮机效率计算模块；所述射流直径计算模块将计算的射流直径数据与所述水头反馈计算模块发送的水轮机动态水头数据发送至所述水轮机流量计算模块；
28、所述水轮机流量计算模块将计算的喷嘴流量数据一路发送至所述引水系统水击压力上升值计算模块，另一路发送至所述水轮机出力计算模块；
29、所述水轮机静态水头测量模块将测量的水轮机静态水头数据、所述引水系统水击压力上升值计算模块将计算的水击压力上升值分别发送至所述动态工作水头计算模块；
30、所述动态工作水头计算模块将动态水头数据一路发送至所述水轮机效率计算模块，一路发送至水轮机出力计算模块，另一路发送至所述水头反馈计算模块；
31、所述水轮机静态水头测量模块将测量的水轮机静态水头数据，所述机组出力测量模块将测量的机组出力数据分别发送至水轮机效率计算模块。
32、另一方面，本专利技术提供一种冲击式水轮机建模装置，包括：
33、数据测量模块，获取冲击式水轮机喷针接力器行程数据、水轮机动态水头数据和机组出力测量数据；
34、喷嘴流量数据计算模块，基于所述冲击式水轮机喷针接力器行程数据、所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据；
35、水轮机效率函数模块，基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据，得到水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型；
36、水轮机动态水头迭代计算模块，基于所述水轮机动态水头数据和所述喷嘴流量数据迭代计算水轮机动态水头数据；
37、水轮机出力数据计算模块，基于水轮机动态水头数据、所述喷嘴流量数据和水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种冲击式水轮机建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述冲击式水轮机喷针接力器行程数据、所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据，包括：
3.根据权利要求2所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据，得到水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型，包括：
4.根据权利要求1所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述水轮机动态水头数据和所述喷嘴流量数据迭代计算水轮机动态水头数据，包括：
5.根据权利要求4所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述引水系统水击压力上升数据和所述水轮机动态水头数据得到更新的水轮机动态水头数据，包括：
6.根据权利要求3所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于水轮机动态水头数据、所述喷嘴流量数据和水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型计算水轮机出力数据，包括：
7.一种冲击式水轮机模型，其
8.一种冲击式水轮机建模装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种冲击式水轮机建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述冲击式水轮机喷针接力器行程数据、所述水轮机动态水头数据计算喷嘴流量数据，包括：
3.根据权利要求2所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述机组出力测量数据和所述喷嘴流量数据，得到水轮机效率与水轮机动态水头数据、冲击式水轮机喷针接力器行程数据的函数模型，包括：
4.根据权利要求1所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述基于所述水轮机动态水头数据和所述喷嘴流量数据迭代计算水轮机动态水头数据，包括：
5.根据权利要求4所述的冲击式水轮机建模方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：普碧才，宋登峰，赵正平，杨永森，田永军，霍智锋，佘有明，李振弘，刘镇，苏慧，代礼琴，陈乐，陆建锋，金春仙，党璐璐，马文亮，张颖，李均宏，杨征鸿，张玉梅，杨向娟，蒋孝敬，宋明明，和正美，杨杰，徐正国，杨永平，和春元，杜海燕，耿怀旭，唐智能，秦建明，王啸虎，冯建辉，陈铸亮，孔碧光，英自才，刘绍正，耿座学，新明华，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司怒江供电局，
类型：发明
国别省市：
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