一种水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110850169A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911110066.5G01R31/34(2006.01)(22)申请日2019.11.13(71)申请人南方电网科学研究院有限责任公司地址510670广东省广州市黄埔区科学城科翔路11号申请人中国南方电网有限责任公司(72)发明人陈刚周剑曾勇刚张建新洪潮蔡东阳江出阳(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人麦小婵郝传鑫(51)Int.Cl.G01R25/00(2006.01)G01R21/00(2006.01)G01R31/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称一种水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法及装置(57)摘要本发明公开了一种水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法及装置，该方法包括步骤：获取待测水电机组的设备模型参数；根据设备模型参数构建待测水电机组单机无穷大系统的仿真模型；将超低频振荡全频段均分为N个预设频段，根据每一个预设频段对应确定一个预设频点，得到N个预设频点；在仿真模型的水电机组调速器的频差输入端逐一接入振荡频率为预设频点的等幅振荡的超低频振荡信号；获取超低频振荡信号的曲线和待测水电机组的第一电磁功率振荡信号的曲线，以将两者的相位差和对应的预设频点作为水轮机调速系统的超低频相频特性。本发明通过测量水电机组输出的电磁功率替代机械功率，为实际工程提供一种简易可行的实用方法。CN110850169ACN110850169A权利要求书1/2页1.一种水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待测水电机组的设备模型参数；根据所述设备模型参数构建所述待测水电机组单机无穷大系统的仿真模型；将超低频振荡全频段均分为N个预设频段，根据每一个所述预设频段对应确定一个预设频点，得到N个所述预设频点；其中，所述超低频振荡全频段为0.01Hz～0.1Hz，N≥3；在所述仿真模型的水电机组调速器的频差输入端逐一接入振荡频率为所述预设频点的等幅振荡的超低频振荡信号，以使所述仿真模型进行仿真计算；获取所述超低频振荡信号的曲线和所述待测水电机组的第一电磁功率振荡信号的曲线，以将所述第一电磁功率振荡信号与所述超低频振荡信号的相位差和对应的所述预设频点作为水轮机调速系统的超低频相频特性。2.如权利要求1所述的水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述仿真模型的水电机组调速器的频差输入端逐一接入振荡频率为所述预设频点的等幅振荡的超低频振荡信号，获取对应的第二电磁功率振荡信号与机械功率振荡信号的相位差曲线，以完成时域仿真验证。3.如权利要求2所述的水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法，其特征在于，所述获取对应的第二电磁功率振荡信号与机械功率振荡信号的相位差曲线，以完成时域仿真验证，具体包括：获取每一次时域仿真计算对应的所述超低频振荡信号的曲线、所述第二电磁功率振荡信号的曲线和所述机械功率振荡信号的曲线；根据所述超低频振荡信号的曲线和所述第二电磁功率振荡信号的曲线，得到所述第二电磁功率振荡信号与所述超低频振荡信号的多个第一相位差；根据所述超低频振荡信号的曲线和所述机械功率振荡信号的曲线，得到所述机械功率振荡信号与所述超低频振荡信号的多个第二相位差；根据所述第一相位差与对应的所述第二相位差的差值，得到对应的第二电磁功率振荡信号与机械功率振荡信号的相位差曲线；根据所述相位差曲线得到在超低频振荡全频段的所述第二电磁功率振荡信号与所述机械功率振荡信号的相位差小于预设阈值，完成时域仿真验证。4.如权利要求3所述的水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法，其特征在于，所述预设阈值为5°。5.如权利要求1所述的水轮机调速系统超低频相频特性的测试方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述待测水电机组并入电网调整为带负载运行状态，并将所述待测水电机组中的调速器的PID参数设置为当前负载参数；给所述待测水电机组的水轮机调速系统逐一接入振荡频率为所述预设频点的等幅振荡的超低频振荡信号；获取所述超低频振荡信号的曲线和所述待测水电机组的第三电磁功率振荡信号的曲线；根据所述超低频振荡信号的曲线和所述第三电磁功率振荡信号的曲线，得到所述第三2CN110850169A权利要求书2/2页电磁功率振荡信号与所述超低频振荡信号的N个第三相位差；将每个所述第三相位差和对应的所述预设频点作为水轮机调速系统的超低频相频特性。6.一种水轮机调速系统超低频相频特性的测试装置，其特征在于，包括：模型参数获取模块，用于获取待测水电机组的设备模型参数；仿真模型构建模块，用于根据所述设备模型参数构建所述待测水电机组单机无穷大系统的仿真模型；