[发明专利]考虑调频及稳定约束的机组调速系统控制参数整定方法

说明书

本发明提供一种考虑调频及稳定约束的机组调速系统控制参数整定方法，其包括以下步骤：S1：对可能孤网运行水电机组调速控制系统稳定性进行分析；S2：考虑机组一次调频性能约束，得到了控制参数的取值范围；S3：在满足小干扰稳定性前提下给出机组调速系统控制参数的取值范围；S4：通过实测建模得到机组原动机及调速系统实测参数，基于控制参数取值范围交集，并将其应用于整定方法的仿真分析验证实例；S5：针对一次调频参数整定域、小干扰稳定性参数稳定域进行综合考虑，并最终得到了既能满足调频性能要求、又能满足小干扰稳定性要求参数取值范围并对机组控制系统模型参数进行整定。在满足双项指标要求前提下，可以获得兼顾两者要求参数数值。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真建模技术领域，特别涉及一种考虑调频及稳定约束的水电机组调速系统运行控制参数协调优化整定方法研究。

背景技术

随着大规模、远距离直流输电线路的建设，各大区域电网间的联系愈来愈紧密，电力系统扰动的波及面也越来越广。为了对扰动原因进行分析并提出改进措施，目前主要采用仿真分析等手段进行事故反演，而这又依赖于合理准确的仿真模型。尤其是2015年1月23日、9月19日藏中电网功率振荡导致减负荷事件、锦苏直流闭锁导致华东电网频率速降事件，这些都对发电机组调速系统模型准确度及其参数设置提出了更高要求。

近年来，由于仿真分析、事故反演等工程应用的迫切需求，国内各大科研院所、电力企业等相继开展了发电机组调速系统的实测建模工作，目前主要集中于实测模型研究、模型应用分析等方面，取得了显著的成果。近年来，由于电网互联规模的提升，调速系统模型参数对于电网低频振荡及动态响应的影响受到越来越多关注。可见调速系统控制参数正确整定方法具有重要的理论和实际工程意义，配置正确参数有助于提高系统稳定性、能够保障机组涉网性能。采用实测方法结合参数优化，进行机理分析对于定量分析具有积极作用，可以促进参数配置可控性、可观性。

目前火电机组调速系统模型研究取得了较为显著的成果，机电暂态、中长期等时间尺度模型已应用于生产实际，相对而言水电机组调速系统建模涉及引水管道及水轮机动态过程建模，对于不同类型(立轴混流式机组、轴流转浆式机组、抽蓄机组)的水轮机在原动机方面存在较大差异，近年来取得了一定研究成果，但在机组调速控制系统参数整定尤其是水电机组控制参数优化整定等方面研究较为鲜见，使得电力工业界对其技术储备或重视度不足，藏木电厂“1.23”事件凸显出水电机组调速系统正确合理整定的重要性。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑调频及稳定约束的机组调速系统控制参数整定方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种考虑调频及稳定约束的机组调速系统控制参数整定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对可能孤网运行水电机组调速控制系统稳定性进行分析，确定研究对象；S2：考虑机组一次调频性能约束，得到了控制参数的取值范围；S3：在满足小干扰稳定性前提下给出机组调速系统控制参数的取值范围；S4：通过实测建模得到机组原动机及调速系统实测参数，基于控制参数取值范围交集，并将其应用于整定方法的仿真分析验证实例；S5：针对一次调频参数整定域、小干扰稳定性参数稳定域进行综合考虑，并最终得到了既能满足调频性能要求、又能满足小干扰稳定性要求参数取值范围并对机组控制系统模型参数进行整定。

本发明根据水电机组调速控制系统以及水轮机及引水管道、发电机及负荷传递函数模型，分别建立了整个系统的开环传递函数以及闭环传递函数。针对传递函数未知参数进行实测建模；针对开环传递函数进行了拉普拉斯变换而后开展时域分析并确定了影响其一次调频性能的关键参数；针对闭环传递函数进行了频域分析，根据自动控制理论确定了其小干扰稳定性的关键控制参数及其约束条件；针对一次调频参数整定域、小干扰稳定性参数稳定域进行综合考虑，并最终得到了既能满足调频性能要求、又能满足小干扰稳定性要求参数取值范围并对机组控制系统模型参数进行整定。通过仿真表明此种整定方法，依赖于机组调速控制系统的实测参数，在满足双项指标要求前提下，可以获得兼顾两者要求参数数值。

附图说明