[发明专利]核电机组39相自励无刷励磁系统机电暂态模型实测建模方法

权利要求书

1.一种核电机组39相自励无刷励磁系统机电暂态模型实测建模方法，其特征在于：根据核电机组39相自励无刷励磁系统的结构特点，抽象简化出核电机组励磁系统机电暂态稳定计算模型，而后进行相应的静态、动态试验，测试其各分环节模型参数，并通过对比实测结果和仿真结果的方法校核各环节模型参数精度是否满足电力系统分析需要，具体包括如下步骤，

步骤101：输入核电机组励磁系统中励磁调节器、三相可控硅功率放大单元、39相无刷励磁机和发电机的物理结构及设计参数，形成励磁系统初始模型；

步骤102：根据励磁系统初始模型，分析其模型参数的可辨识性，对可辨性高的参数进行实测辨识，对可辨性低的参数进行拟合辨识；

步骤103：在机组静止状态，对励磁调节器模型参数中包括机端电压测量环节时间常数T_R、限幅环节进行参数实测，对PID环节逻辑结构及参数进行频谱特性试验；

步骤104：根据静态实测数据对励磁调节器PID参数、机端电压测量环节时间常数T_R、限幅环节的参数进行辨识；

步骤105：根据发电机及励磁机空载饱和特性计算发电机励磁电压基准值、励磁机励磁电流基准值、励磁机励磁电压基准值、发电机及励磁机饱和系数，根据励磁机负载特性计算励磁机电枢反应去磁系数；

步骤106：根据余弦移相原理计算可控硅功率放大移相环节理论增益，并通过他励空载小阶跃试验进行验证；

步骤107：发电机在他励空载工况下升压至70％额定电压附近，通过逆变灭磁录取发电机端电压下降曲线对发电机直轴开路时间常数进行实测；

步骤108：发电机在他励空载低饱和工况下进行开环定角度阶跃试验，产生励磁机励磁电压阶跃信号，录取励磁机励磁电压、励磁机励磁电流的变化曲线；

步骤109：忽略发电机及励磁机饱和特性，建立39相无刷励磁机和发电机机电暂态简化模型，输入与定角度阶跃中励磁机励磁电压一致的阶跃形态，得到励磁机励磁电流响应特性，根据定角度阶跃中励磁机励磁电流变化实测曲线，对39相无刷励磁机空载时间常数进行时域辨识；

步骤110：进行机组励磁系统自励方式下闭环空载大阶跃特性实测，计算核电励磁系统输出限制值；

步骤111：进行机组励磁系统的自励方式下闭环空载小阶跃特性实测，测试数据作为判断建模精度是否合格的依据；

步骤112：组合步骤104、步骤105、步骤106、步骤107、步骤109和步骤110的结果，形成完整的核电机组励磁系统模型参数；

步骤113：建立核电机组励磁系统仿真算例，对步骤111的实测数据进行仿真计算，计算结果满足预定的误差标准即为合格，若不满足，则返回步骤104，以步骤111实测数据依次检查步骤104、步骤105、步骤106、步骤107、步骤109和步骤110各自结果的误差，并做相应调整，直至满足预定的误差标准；

步骤114：汇总模型参数辨识结果，并且保存相关计算校核中间过程。

2.根据权利要求1所述的核电机组39相自励无刷励磁系统机电暂态模型实测建模方法，其特征在于：在所述步骤106中，他励工况采用解开发电机励磁机励磁回路与励磁变的连接线，改用50Hz 380V恒定电压源作为可控硅阳极电源，退出调节器超前滞后环节，置PID为纯比例加积分环节，采用空载小阶跃法测定阶跃前后励磁机励磁电压变化量的标么值与阶跃量比值，对可控硅功率放大移相环节增益进行实测，避免超前滞后环节暂态增益不准确以及可控硅阳极电压变化对实测结果的影响。

3.根据权利要求1所述的核电机组39相自励无刷励磁系统机电暂态模型实测建模方法，其特征在于：在所述步骤108中，对励磁机空载时间常数进行时域辨识时采用了励磁机励磁电压开环定角度阶跃试验技术去除了电压闭环控制对励磁机励磁电流响应特性测量过程的干扰。

4.根据权利要求3所述的核电机组39相自励无刷励磁系统机电暂态模型实测建模方法，其特征在于：在所述步骤109中，辨识励磁机空载时间常数时，在70％额定机端电压低饱和工况下，励磁机及发电机磁场饱和较轻，近似取饱和系数为0；忽略39相无刷励磁机换相电抗，将换相电抗的影响归并到负载电流去磁效应上去考虑，令定角度阶跃仿真模型简化。