[发明专利]一种水轮机模型参数的测试方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及水电机组控制技术领域，尤其涉及一种水轮机模型参数的测试方法及系统。

背景技术

电力系统仿真是研究电力系统动态行为的重要手段之一，其在电力系统中有着越来越广泛的应用，目前已取得了很多研究成果，同时产生了良好的社会与经济效益。针对电力系统已经出现了大量成熟的仿真工具与软件，如RTDS、PSCAD/EMTDC、PSASP、BPA等。在仿真计算或电力系统潮流计算过程中，通常都需要使用到水电机组的数学模型以及相应的模型参数，因而电力系统仿真技术的实现首先需要依赖于准确的模型参数。水轮机调节系统具有明显的非线性特征，因而针对水轮机的模型需要能够准确的反应其非线性特性，以尽可能的接近水轮机的实际特性；同时在水轮机的实际工况中，经常存在工况发生变化的状况，例如电力系统遭受大扰动时，而目前的模型参数测试方法中通常未考虑工况变化的情况，因而对于变化工况的水轮机模型分析准确性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够准确反应水轮机非线性特性、且能够适用于工况变化状况的水轮机模型参数的测试方法及系统，具有测试结果准确、适用范围广的优点。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种水轮机模型参数的测试方法，步骤包括：

1)在多个不同特征工况点下对水轮机进行现场测试，获得多组对应各特征工况点的机组运行参数的实测值；

2)根据步骤1)获得的多组机组运行参数的实测值构建机组运行参数与水轮机的特征参数之间的关系，得到水轮机特征参数对应的非线性模型，并进行参数辨识得到所述非线性模型中的参数。

作为本发明方法的进一步改进：所述步骤2)的具体步骤为：

2.1)接收步骤1)获得的多组机组运行参数中机组转速n、水轮机水头H、流量Q、机组出力P以及接力器行程y的实测值，并计算各特征工况点下的流量特征参数Q11和出力特征参数P11；

2.2)分别构造流量特征参数Q11、出力特征参数P11与接力器行程y、机组综合参量之间的关系矩阵，得到流量特征参数对应的水轮机流量特性的非线性模型以及出力特征参数对应的水轮机出力特性的非线性模型；

2.3)将步骤2.2)得到的关系矩阵进行参数辨识，得到水轮机特征流量特性的非线性模型以及水轮机出力特性的非线性模型中参数。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤2.2)的具体步骤为：由接力器行程y、机组综合参量按式(1)、(2)构造对应于水轮机流量特性的第一参数向量A、B，以及按式(3)、(4)构造对应于水轮机出力特性的第二参数向量C、D；将所述第一参数向量A、B与流量特征参数Q11按式(5)构建得到流量特性关系矩阵、所述第二参数向量C、D与出力特征参数P11按式(6)构建得到出力特性关系矩阵，由所述流量特性关系矩阵得到水轮机流量特性的非线性模型、所述出力特性关系矩阵得到水轮机出力特性的非线性模型；

A＝[1 y y² y³ y⁴]          (1)