[发明专利]一种用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统

摘要

本发明公开了一种用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统，包括有调节器模型、喷针随动系统模型、折向器随动系统模型、冲击式水轮机模型，其中调节器模型的信号输入端输入发电机频率及发电机电磁功率，喷针随动系统模型及折向器随动系统模型的信号输入端与调节器模型的信号输出端连接，冲击式水轮机模型的信号输入端与喷针随动系统模型及折向器随动系统模型的信号输出端连接，调节器模型根据输入的机组频率信号计算调节器模型的输出，喷针随动系统模型根据调节器模型输入计算喷针开度输出，折向器随动系统模型根据机组频率信号计算折向器模型开度输出，冲击式水轮机模型根据喷针开度输入和折向器开度输入计算冲击式水轮机模型的机械功率输出。本发明结构精细、清晰，模型参数意义明确、易获取，建模过程快捷、高效、精确，实用性强。

主权项

1.一种用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统，其特征在于包括有调节器模型、喷针随动系统模型、折向器随动系统模型、冲击式水轮机模型，其中调节器模型的信号输入端输入发电机频率及发电机电磁功率，喷针随动系统模型及折向器随动系统模型的信号输入端与调节器模型的信号输出端连接，冲击式水轮机模型的信号输入端与喷针随动系统模型及折向器随动系统模型的信号输出端连接，调节器模型根据输入的发电机频率信号计算调节器模型的输出，喷针随动系统模型根据调节器模型输入计算喷针开度输出，折向器随动系统模型根据发电机频率信号计算折向器开度输出，冲击式水轮机模型根据喷针开度输入和折向器开度输入计算冲击式水轮机模型的机械功率输出；上述冲击式水轮机模型由下面3个部分组成：(1)引水系统采用弹性水击模型，其可表征为式中，Tw为水流惯性时间常数；Tr为水击相长；(2)考虑了水轮机流量与机械功率的非线性关系，其利用冲击式水轮机流量与机械功率输出的实测结果，进行3次多项式拟合，其可表征为Pm＝f(q1)＝a1·q13+a2·q12+a3·q1+a4式中，Pm为机械功率输出；q1为进入水斗中做功的有效水流量；a1、a2、a3、a4为三次多项式的系数；(3)水轮机采用解析非线性模型，其考虑喷针开度输入、折向器开度输入、水轮机流量与机械功率非线性关系及弹性水击模型，输入信号为喷针开度输入和折向器开度输入的双输入，输出为机械功率输出，可表征为q1＝(q‑qnl)yz式中：q为引水管道中的水流量；h为水轮机净水头；h0为h的稳态初始值；qnl为空载流量；q1为进入水斗中做功的有效水流量；yg为喷针开度；yz为折向器开度。