[发明专利]一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法

权利要求书

1.一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1) 根据变转速水泵水轮机的综合特性曲线获取机组不同转速时的水头-功率-效率曲线和水头-开度-效率曲线；并把曲线变成两个三维表格；

(2) 根据水泵水轮机在水泵工况时的水头-转速-效率曲线和水头-转速-开度曲线，生成水头-转速-效率二维表格和水头-转速-开度二维表格；

(3) 利用步骤(1)生成的三维表格获取特定水头、功率下，不同转速时的最大效率点，所有最大效率点可以形成一条最大效率曲线；所述最大效率曲线满足如下公式：η_imax＝f(P,H,N_i)其中：η_imax--第i个最大效率，P--功率，H--水头，N_i--第i个机组转速；

(4) 采集变转速抽水蓄能机组的当前运行水头H和机组功率给定P；

当水泵水轮机组在发电工况时，按如下步骤处理：

A．利用步骤(3)生成的最大效率曲线和步骤(4)采集的当前水头和当前功率给定，确定当前工况时的最优转速；

n_o＝f(P,H)|η_max其中：n_o--最优转速；

最优转速n_o即为变速机组在当前水头H和功率给定P下的最优转速，调速系统依此进行闭环调节，保证变速机组处于最优转速；

B.根据功率给定限制曲线及当前转速，实现分段功率给定速率限制，输出Ps1作为功率给定，实现功率控制限速率和功率闭环控制；

当水泵水轮机组在水泵工况时，按如下步骤处理：

C．利用步骤(2)获取的水头-转速-效率二维数据表格，获取最大效率点对应的转速值，该转速即为水泵工况最优转速n₀'；n₀'—表示水泵工况时的最优转速，n₀'直接作为交流励磁系统的目标转速，进行闭环控制，实现变速机组水泵工况最优转速运行；

D．利用n₀'及步骤（2）生成的水头-转速-开度二维表格，获取水泵工况时最优导叶开度Y₀'，最优导叶开度Y₀'直接作为调速系统的开度控制目标值，进行开度闭环控制，实现水泵工况时的最优开度运行，从而实现变速机组的最优效率运行。

2.如权利要求1所述的一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，当水泵水轮机组在发电工况时，还包括如下步骤：

对于采用交流励磁的变速抽蓄机组，根据最优转速n_o获取励磁电流的频率N_r，保证系统工频50Hz输出；

对于采用交流励磁的变速抽蓄机组存在如下转速关系：

N_r＝N_s-N_m，式中：N_s --机组定子电流转速；N_r--励磁电流的频率，由交流励磁系统控制的励磁电流频率；N_m --机组的实际机械转速，有±10%左右的变速范围；

机组最优转速运行时N_m=n_o得到交流励磁系统的励磁电流的频率Nr，交流励磁系统的励磁电流的频率按照N_r进行闭环控制，从而实现机组最优转速运行。

3.如权利要求1所述的一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，当水泵水轮机组在发电工况时，还包括：

根据机组最优转速n_o确定当前功率和水头时的水轮机最优开度；

Y_o＝f(P,H)|n_o其中：Y₀--最优开度；最优开度在调速系统中只是参考，为实现机组模糊控制提供依据。