[發明專利]一種水輪機組暫態模型的仿真方法有效
| 申請號: | 201510023327.5 | 申請日: | 2015-01-16 |
| 公開(公告)號: | CN104504224B | 公開(公告)日: | 2017-12-01 |
| 發明(設計)人: | 劉嬈;沈碩;王海霞;巴宇;呂泉;李衛東 | 申請(專利權)人: | 大連理工大學 |
| 主分類號: | G06F17/50 | 分類號: | G06F17/50 |
| 代理公司: | 大連東方專利代理有限責任公司21212 | 代理人: | 范爍,李洪福 |
| 地址: | 116024 遼*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 水輪 機組 模型 仿真 方法 | ||
1.一種水輪機組暫態模型的仿真方法,其特征在于包括如下步驟:
步驟1:建立水輪機調速器模型和水輪機模型;
將水輪機調速器的功率輸出ΔPGV通過一階慣性環節、積分環節和比例環節的形式表示;所述一階慣性環節、積分環節和比例環節的形式為e=P0σ-b-Δf、其中s為拉普拉斯算子、為比例環節的比例系數、TP為一階慣性環節Ⅰ的時間常數、P0為給定參考功率、σ為水輪機調速器的靜態調差率、Δf為給定頻率偏差、δ為水輪機調速器的瞬態調差率、TR為一階慣性環節Ⅱ的時間常數;
將水輪機的功率輸出PM通過比例環節和一階慣性環節的形式表示;所述比例環節和一階慣性環節的形式為其中Tw為水啟動時間、ΔPGV為水輪機功率輸入即水輪機調速器的功率輸出;
步驟2:基于所建立的水輪機調速器模型構建水輪機調速器計算模型,基于所建立的水輪機模型構建水輪機計算模型;
通過表示水輪機調速器計算模型;其中e(t)=P0(t)σ-b(t)-Δf(t),b(t)=(δ+σ)ΔPGV(t-1)-δyg2(t),t為當前仿真周期,ΔPGV(t)為當前仿真周期的水輪機調速器功率輸出函數,TP為一階慣性環節Ⅰ的時間常數,為比例環節的比例系數,P0(t)為當前仿真周期的給定參考功率輸入函數,σ為水輪機調速器的靜態調差率,Δf(t)為當前仿真周期的給定頻率偏差輸入函數,δ為水輪機調速器的瞬態調差率,Kg為第一預設比例系數,ΔPGV(t-1)為上一仿真周期的水輪機調速器功率輸出函數,TR為一階慣性環節Ⅱ的時間常數,yg1(t)、e(t)、b(t)、yg2(t)為當前仿真周期的中間計算結果,yg1(t-1)、yg2(t-1)為上一仿真周期的中間計算結果;
通過PM(t)=3×yh(t)-2×ΔPGV(t)表示水輪機計算模型;其中t為當前仿真周期,PM(t)為當前仿真周期的水輪機功率輸出函數,Kh為第二預設比例系數,ΔPGV(t)為當前仿真周期的水輪機調速器功率輸出函數,Tw為水啟動時間,yh(t)為當前仿真周期的中間計算結果,yh(t-1)為上一仿真周期的中間計算結果;
步驟3:根據水輪機調速器計算模型作水輪機調速器功率輸出的仿真;
步驟31:設定一階慣性環節Ⅱ的時間常數TR、第一預設比例系數Kg,輸入上一仿真周期的水輪機調速器功率輸出函數ΔPGV(t-1),同時結合上一仿真周期的中間計算結果yg1(t-1),利用進行仿真輸出中間計算結果yg2(t);
步驟32:設定水輪機調速器的靜態調差率σ和瞬態調差率δ,輸入上一仿真周期的水輪機調速器功率輸出函數ΔPGV(t-1),同時結合前一步驟輸出的中間計算結果yg2(t),利用b(t)=(δ+σ)ΔPGV(t-1)-δyg2(t)進行仿真輸出中間計算結果b(t);
步驟33:輸入當前仿真周期的給定參考功率輸入函數P0(t)和給定頻率偏差輸入函數Δf(t)、設定水輪機調速器的靜態調差率σ,同時結合前一步驟輸出的中間計算結果b(t),利用e(t)=P0(t)σ-b(t)-Δf(t)進行仿真輸出中間計算結果e(t);
步驟34:設定一階慣性環節Ⅰ的時間常數TP和比例環節的比例系數同時結合上一仿真周期的中間計算結果yg1(t-1)和前一步驟輸出的中間計算結果e(t),利用進行仿真輸出中間計算結果yg1(t);
步驟35:結合前一步驟輸出的中間計算結果yg1(t),利用得出當前仿真周期的水輪機調速器功率輸出ΔPGV;
步驟36:更新仿真周期t=t+ΔT,其中ΔT為設定的仿真時間步長;
步驟37:重復步驟31至步驟36直至仿真完成;
步驟4:根據水輪機調速器的功率輸出結果和水輪機計算模型作水輪機功率輸出的仿真;
步驟41:輸入水啟動時間Tw,設定第二預設比例系數Kh,設置ΔPGV(t)為水輪機調速器的功率輸出結果ΔPGV,結合上一仿真周期的中間計算結果yh(t-1),利用進行仿真輸出中間計算結果yh(t);
步驟42:設置ΔPGV(t)為水輪機調速器的功率輸出結果ΔPGV,結合前一步驟輸出的中間計算結果yh(t),利用PM(t)=3×yh(t)-2×ΔPGV(t)得出當前仿真周期的水輪機功率輸出PM;
步驟43:更新仿真周期t=t+ΔT,其中ΔT為設定的仿真時間步長;
步驟44:重復步驟41至步驟43直至仿真完成。
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