[发明专利]基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法及装置

权利要求书

1.一种基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法，其特征为步骤包括：

1)向水轮机调速器输入激励信号，在激励信号的作用下水轮机调速器控制水轮机导叶开度发生变化，进而引起水轮发电机组的机组功率发生相应的变化；

2)采集激励信号的频率、水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率三组数据；

3)通过线性水轮机模型建立水电机组原动机的自回归滑动平均模型；

4)针对水电机组原动机的自回归滑动平均模型，通过采集得到的水轮机导叶开度、水轮发电机组的机组功率获取自回归滑动平均模型的三个参数a、b、c的估计方程；

5)根据所述估计方程的三个参数a、b、c的估计方程求出自回归滑动平均模型的三个参数a、b、c的值；

6)根据所述估计方程的三个参数a、b、c的值计算e_y、e、e_qh三个水轮机模型参数的值，其中e_y为力矩—开度，e_qh为水头的传递系数，e＝e_qh(e_h/e_y)-e_qh，e_h为力矩—水头传递系数；

步骤3)的详细步骤包括：

3.1)针对线性水轮机模型和刚性水击方程，取采样步长为Δt，建立下式所示水轮机模型的差分方程：

上式中，m_t(t)表示t时刻的水轮发电机组的机组功率，m_t(t-Δt)表示t-Δt时刻的水轮发电机组的机组功率，Δt表示采样步长，T_w为水流惯性时间常数，y(t)表示t时刻的水轮机导叶开度，y(t-Δt)表示t-Δt时刻的水轮机导叶开度；e＝e_qh(e_h/e_y)-e_qh，e_y为力矩—开度，e_qh为水头的传递系数，e_h为力矩—水头传递系数；

3.2)将水轮机模型的差分方程改写成下式所示的函数表达式作为水电机组原动机的自回归滑动平均模型：

上式中，m_t(k)表示水电机组原动机k时刻的水轮发电机组的机组功率，m_t(k-1)表示水电机组原动机k-1时刻的水轮发电机组的机组功率，y(k)表示k时刻的水轮机导叶开度，y(k-1)表示k-1时刻的水轮机导叶开度，a、b、c均为中间参数，Δt表示采样步长，T_w为水流惯性时间常数，e＝e_qh(e_h/e_y)-e_qh，e_y为力矩—开度，e_qh为水头的传递系数，e_h为力矩—水头传递系数：

所述线性水轮机模型如下式所示；

上式中，G_t(s)为线性水轮机模型的传递函数，M_t(s)为水轮机力矩；Y_s(s)为水轮机导叶开度，G_h(s)为水轮机引水系统传递函数；e＝e_qh(e_h/e_y)-e_qh，e_y为力矩—开度，e_qh为水头的传递系数，e_h为力矩—水头传递系数。

2.根据权利要求1所述基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法，其特征为，步骤1)中向水轮机调速器输入的激励信号为阶跃信号或者斜坡信号。

3.根据权利要求1所述基于导叶开度—功率特性的水轮机模型参数辨识方法，其特征为，水轮机引水系统传递函数G_h(s)采用式(2)所示刚性水击方程；

G_h(s)＝-T_ws (2)

式(2)中，G_h(s)为水轮机引水系统传递函数，s为自变量，T_w为水流惯性时间常数。