[发明专利]一种加快高水头水电机组减负荷后系统稳定的方法

摘要

本发明公开了一种加快高水头水电机组减负荷后系统稳定的方法，在传统调速器PID模型的基础上，将调压室的涌浪反馈信号分别引入所述传统调速器PID模型系统中的微分环节、比例环节和积分环节，再进行机组减负荷的过渡过程仿真，最后选取机组减负荷后出力波动较其他方案稳定且超调量小的方案。本发明通过对电站机组非线性模型的仿真，在对比分析调速器模型中加入涌浪反馈对减负荷过程的影响，从而引入调压井涌浪的微分反馈，可加快机组减100%负荷后振荡过程的衰减，有效改善系统的稳定性。

主权项

一种加快高水头水电机组减负荷后系统稳定的方法，其特征在于：在传统调速器PID模型的基础上，将调压室的涌浪反馈信号分别引入所述传统调速器PID模型系统中的微分环节、比例环节和积分环节，再进行机组减负荷的过渡过程仿真，最后选取机组减负荷后出力波动较其他方案稳定且超调量小的方案，其步骤如下：1)在机组减负荷过渡过程仿真中，设定当前时刻为t,则上一时刻为t‑Δt，Δt为仿真计算时间步长，已知上一时刻的机组转速为水头为2)设定所述当前时刻t机组的转速为其中Δx为上一时刻为t‑Δt时机组转速增加量；3)设定所述当前时刻t机组的水头为其中Δh为上一时刻为t‑Δt时机组水头增加量；4)将所述当前时刻t机组的水头、转速带入新型调速器PID模型进行计算，得到对应的机组导叶开度y和机组单位转速n11；5)通过机组综合特性曲线流量表，在导叶开度为y和单位转速为n11的情况下，利用线性插值计算所述当前时刻t的机组单位流量Q11＝f1(n11,y)，将机组单位流量Q11转换为机组实际流量QT；6)由机组上、下游连接管道节点特征线方程，计算得到机组水头H＝HU‑HD，其中HU为上游管道连接点处水头，HD为下游管道连接点处水头；7)比较计算得到的所述当前时刻t机组水头H与开始设定的机组水头差值，当满足精度要求时，进行下一步骤8)；否则调整水头增加量Δh，回到步骤3)重新计算；8)通过机组综合特性曲线力矩表，在导叶开度为y和单位转速为n11的情况下，利用线性插值计算所述当前时刻t的机组单位力矩M11＝f2(n11,y)，将机组单位力矩转M11换为机组实际力矩MT及机组力矩相对偏差值m；9)通过机组运动方程：求解机组转速N；式中：Ta为机组惯性时间常数，m为机组出力的相对偏差值，mg0为负载力矩，eg为机组自调节系数，x为机组转速偏差值，t是时间系数；10)比较计算得到的所述当前时刻t机组转速N与开始设定的机组转速差值，当满足精度要求时，进行下一步骤11)；否则调整转速增加量Δx，回到步骤2)重新计算；11)得到所述当前时刻t机组的转速N和机组水头H，结束；所述步骤4)中新型调速器PID模型有三种,分别为:1)引入调压室的涌浪反馈信号至传统调速器PID模型的微分环节，即将调压井的涌浪反馈信号经过权重计算引入传统调速器PID模型的微分环节，参与调节；2)引入调压室的涌浪反馈信号至传统调速器PID模型的比例环节，即将调压井的涌浪反馈信号经过权重计算引入传统调速器PID模型的比例环节，参与调节；3)引入调压室的涌浪反馈信号至传统调速器PID模型的积分环节，即将调压井的涌浪反馈信号经过权重计算引入传统调速器PID模型的积分环节，参与调节。