[发明专利]一种水电机组原动机模型选择方法

说明书

技术领域

本发明属于水电机组原动机模型研究领域，具体为一种水电机组原动 机模型选择方法，该方法依据水轮机类型、T_w/T_r与T_f/T_r值、仿真时间与调 压室振荡周期关系选择水电机组原动机模型。

背景技术

水电机组是电力系统的重要组成部分，具有开、停机速度快，能够快 速、灵活地根据电网需要做出调整等优点，所以是理想的调频、调峰和事 故备用电源。水电机组原动机系统由引水道、调压室-分叉管、水轮机构成， 其模型的准确性对电力系统仿真有重大影响。

以往的研究侧重于水电机组原动机系统模型开发，研究者建立各种各 样的模型，但并未深入研究这些模型的适用条件。在大规模电力系统仿真 中，选择模型时通常需综合考虑模型精度和计算量：低精度的模型参数少， 计算量小，但误差较大；复杂的高精度原动机模型可以提高仿真精度，也 会显著增加计算量。目前缺乏选择模型的方法与指导性建议，因此，如何 选择适合于大规模电力系统仿真的水电机组原动机模型成为新的研究方 向。

发明内容

针对目前模型适应性研究的不足，本发明在研究模型适应性后得到了 其适用条件，从而提出一种水电机组原动机模型选择方法，其特征在于能 够根据水电机组水轮机类型、T_w/T_r与T_f/T_r值、仿真时间与调压室振荡周期 关系快速、灵活地选取水电机组原动机模型。

本发明提供一种水电机组原动机模型选择方法，包括如下步骤：

步骤1在选择水电机组原动机模型前，首先要收集水轮机、引水管道、 调压室与调速器的资料。根据建模需要，设计的资料收集表格如下，建模 人员需实地调查、收集并填写该表格。

仿真时间/s 水轮机类型(水斗式/混流式) 水锤时间常数(T_w)/s 水击时间常数(T_r)/s 接力器最短开启或关闭时间(T_f)/s 是否设置调压室(是/否) 调压室水位上升或下降时间(T_h)/s

步骤2选择水轮机模型。

解析非线性模型基于水斗式水轮机的孔口出流方程推得，模型参数不 因水轮机工况(出力、水头等)的改变而变化；理想模型是解析非线性模 型在理想、额定工况下的特例；有综合特性曲线资料的水轮机可用传递系 数模型来描述，不同工况下传递系数不同。由于混流式水轮机动态特性随 工况的改变而变化且其不满足孔口出流方程，因而解析非线性模型与理想 模型可能无法精确地描述混流式水轮机的动态行为。