[发明专利]抽水蓄能机组安全监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是一种抽水蓄能机组安全监控系统及方法。

背景技术

抽水蓄能电站在电网负责调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和系统容量备用的任务，由此可见抽水蓄能电站对于提高电力系统效率和能量使用率具有非常重要的作用。抽水蓄能电站在使用中，特别是在运行中工况转换和过渡过程下，抽水蓄能机组会进行频繁启停、频繁进行工况转换。如果在工况转换的过渡过程中任何一个设备参数出现异常，都将导致电站处于不稳定状态，给电站安全造成危害，因此抽水蓄能电站中设备的安全阈值参数是实现提前安全保护的屏障。

在现有技术中，抽水蓄能电站中设备的安全阈值参数通常无法通过现场试验获取。如果通过仿真试验的方法获取安全阈值参数时，往往仿真的场景与实际相差很大，且仿真需要单台机组的所有寿命期间的工况都要考虑到，这是个费时费力的工作，难以实现。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例的目的是提供一种能够对抽水蓄能电站系统进行有效的安全和能效管理。

为了实现上述目的，本发明实施例提出了一种抽水蓄能机组安全监控方法，包括：

步骤1、获取抽水蓄能机组工作时的参数；

步骤2、初始化抽水蓄能机组的N维状态空间其中抽水蓄能机组正常运行状态时N维状态空间安全运行状态N维状态空间非安全运行状态时N维状态空间

步骤3、利用以下公式3.1计算安全阈值，其中所述安全阈值为抽水蓄能机组参数的安全运行状态与非安全运行状态之间的参数阈值；

V(X，e)＝X^TPX+K(e)

公式3.1

其中，所述公式3.1中包括可达集ψ(t,X₀,D)、不可达集X_S∩X_u＝φ和阈值计算方程组成V(X，e)＝X^TPX+K(e)，其中P是对称的正定矩阵，由PA+A^TP＝-Q求解，K(e)为V(X,e)函数相关联的阈值系数；X状态空间变量，A状态变量的系数矩阵，A^TA的转置矩阵；R为状态工作点的集合，Ψ某一次运行轨迹的集合，φ为空集；X₀初始状态，D扰动量，X_s安全状态，X_u不安全状态，Q为正定矩阵，可任意选定。

步骤4、根据公式3.1确定监控抽水蓄能设备在正常运行状态与安全运行状态之间的参数阈值以作为安全阀边线，以及安全运行状态与非安全运行状态之间的参数阈值以作为不可逾越的边线。

其中，所述方法还包括：根据安全阀边线和不可逾越的边线，生成监控抽水蓄能设备的状态模型；其中所述安全阀边线组成的空间嵌套在所述不可逾越的边线形成的空间内。

其中，所述方法还包括：通过安全阀边线和不可逾越的边线，建立监控抽水蓄能设备的运行监测模型；实时控制监控抽水蓄能设备的工作参数，以使监控抽水蓄能设备工作在安全阀边线内。

其中，所述方法还包括：在监控抽水蓄能设备的工作状态达到安全阀边线与不可逾越的边线的空间时，紧急停机并报警。

同时，本发明实施例还提出了一种抽水蓄能机组安全监控系统，包括：

参数获取模块，用于获取抽水蓄能机组工作时的参数；

初始化模块，用于初始化抽水蓄能机组的N维状态空间其中抽水蓄能机组正常运行状态时N维状态空间安全运行状态N维状态空间非安全运行状态时N维状态空间

参数阈值获取模块，用于利用以下公式3.1计算安全阈值，其中所述安全阈值为抽水蓄能机组参数的安全运行状态与非安全运行状态之间的参数阈值；

V(X，e)＝X^TPX+K(e)

公式3.1