[发明专利]一种汽轮机组暂态模型的仿真方法

摘要

本发明公开了一种汽轮机组暂态模型的仿真方法，包括如下步骤建立汽轮机调速器模型和汽轮机模型；基于汽轮机调速器模型和汽轮机模型构建汽轮机调速器计算模型和汽轮机计算模型；根据汽轮机调速器计算模型作汽轮机调速器功率输出的仿真；根据汽轮机模型作汽轮机总功率输出的仿真；本发明能够提高汽轮机组仿真效率，且在有功平衡仿真的时间尺度内能够保证足够的仿真精度。

主权项

一种汽轮机组暂态模型的仿真方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：建立汽轮机调速器模型和汽轮机模型；将汽轮机调速器模型的功率输出ΔPGV表示为一阶惯性环节和比例环节的形式其中P0为给定参考功率、Kg为比例系数、s为拉普拉斯算子、为一阶惯性环节Ⅰ的时间常数、Tg3为一阶惯性环节Ⅱ的时间常数、Δf为给定频率偏差；将汽轮机模型的总功率输出PM＝PM1+PM2表示为多个一阶惯性环节的形式其中s为拉普拉斯算子、Ts1为第一一阶惯性环节的时间常数、Ts2为第二一阶惯性环节的时间常数、Ts3为第三一阶惯性环节的时间常数、Ts4为第四一阶惯性环节的时间常数、K1至K8为第一至第八再热级功率输出分别占总功率输出PM的比例，ΔPGV为汽轮机功率输入即汽轮机调速器模型的功率输出；步骤2：基于汽轮机调速器模型和汽轮机模型构建汽轮机调速器计算模型和汽轮机计算模型；汽轮机调速器计算模型表示为其中其中t为当前仿真周期，Kg为比例系数，ug(t)为当前仿真周期的输入函数，ΔPGV(t‑1)、yg1(t‑1)均为上一仿真周期的输出函数；汽轮机计算模型表示为PM(t)＝PM1(t)+PM2(t)；其中PM1(t)＝K1ys1(t)+K3ys2(t)+K5ys3(t)+K7ys4(t)、PM2(t)＝K2ys1(t)+K4ys2(t)+K6ys3(t)+K8ys4(t)、其中t为当前仿真周期，Ks为比例系数，us1(t)、us2(t)、us3(t)、us4(t)均为当前仿真周期的输入函数，ys1(t‑1)、ys2(t‑1)、ys3(t‑1)、ys4(t‑1)均为上一仿真周期的输出函数；步骤3：根据汽轮机调速器计算模型作汽轮机调速器功率输出的仿真；Ⅰ、设定一阶惯性环节Ⅰ的时间常数比例系数Kg，设定输入函数ug(t)等于给定频率偏差Δf，同时结合上一仿真周期的输出函数yg1(t‑1)，利用进行仿真输出yg1(t)；Ⅱ、设定给定参考功率P0，结合前一步骤输出的yg1(t)，利用进行仿真输出yg(t)；Ⅲ、结合上一仿真周期的输出函数ΔPGV(t‑1)，利用进行仿真得到汽轮机调速器输出ΔPGV；Ⅳ、更新仿真周期t＝t+ΔT，其中ΔT为设定的仿真时间步长；Ⅴ、重复步骤Ⅰ至Ⅳ直至仿真完成；步骤4：根据汽轮机模型作汽轮机总功率输出的仿真；①获取当前仿真周期下汽轮机第一级的功率输出P1和P2：设定第一一阶惯性环节的时间常数Ts1和比例系数Ks，设定输入函数us1(t)等于汽轮机调速器功率输出ΔPGV，同时结合上一仿真周期的输出函数ys1(t‑1)，利用进行仿真输出ys1(t)，通过公式P1＝K1×ys1(t)、P2＝K2×ys1(t)得到汽轮机第一级功率输出P1和P2；②获取当前仿真周期下汽轮机第二级的功率输出P3和P4：设定第二一阶惯性环节的时间常数Ts2和比例系数Ks，设定输入函数us2(t)等于ys1(t)，同时结合上一仿真周期的输出函数ys2(t‑1)，利用进行仿真输出ys2(t)，通过公式P3＝K3×ys2(t)、P4＝K4×ys2(t)得到汽轮机第二级功率输出P3和P4；③获取当前仿真周期下汽轮机第三级的功率输出P5和P6：设定第三一阶惯性环节的时间常数Ts3和比例系数Ks，设定输入函数us3(t)等于ys2(t)，同时结合上一仿真周期的输出函数ys3(t‑1)，利用进行仿真输出ys3(t)，通过公式P5＝K5×ys3(t)、P6＝K6×ys3(t)得到汽轮机第三级的功率输出P5和P6；④获取当前仿真周期下汽轮机第四级的功率输出P7和P8：设定第四一阶惯性环节的时间常数Ts4和比例系数Ks，设定输入函数us4(t)等于ys3(t)，同时结合上一仿真周期的输出函数ys4(t‑1)，利用进行仿真输出ys4(t)，通过公式P7＝K7×ys4(t)、P8＝K8×ys4(t)得到汽轮机第四级功率输出P7和P8；⑤汽轮机总功率输出PM＝P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8；⑥更新仿真周期t＝t+ΔT，其中ΔT为设定的仿真时间步长；⑦重复步骤①至⑥直至仿真完成。