基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法及装置.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CN110780607A(43)申请公布日2020.02.11(21)申请号201911070818.X(22)申请日2019.11.05(71)申请人国网四川省电力公司电力科学研究院地址610000四川省成都市青羊区青华路24号25栋1-7号申请人中国电力科学研究院有限公司(72)发明人陈刚史华勃丁理杰刘畅唐伦周波李燕艾东平王官宏李莹魏巍(74)专利代理机构成都路航知识产权代理有限公司51256代理人何筱茂(51)Int.Cl.G05B17/02(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法及装置(57)摘要本发明公开了基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法及装置，通过在ADPSS中建立待测试水轮机调速系统所接入电网的机电-电磁混合仿真模型；将所述仿真模型中待测试机组的频率信号输出，接入调速器输入端，所述调速器输出水门开度指令信号YPID给执行机构，执行机构输出开度信号Y给水轮机模型，水轮机模型输出机械功率信号Pm给发电机模型，实现数模混合实时仿真；将信号发生器接入调速器输入端，向调速器输入激励信号A；采集调速器输入频率偏差信号ΔA和水轮机模型输出机械功率偏差信号ΔPm，根据采集的偏差信号判断调速系统的阻尼特性。本发明克服了当前只能根据模型对单一工况下调速系统阻尼进行分析的不足。CN110780607ACN110780607A权利要求书1/3页1.基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1，将预先在ADPSS中建立的待测试水轮机调速系统所接入电网的机电-电磁混合仿真模型中待测试机组的频率信号输出，接入调速器输入端，所述调速器输出水门开度指令信号YPID给执行机构，执行机构输出开度信号Y给水轮机模型，水轮机模型输出机械功率信号Pm给发电机模型，实现数模混合实时仿真；步骤S2，将信号发生器接入调速器输入端，向调速器输入激励信号A；步骤S3，采集调速器输入频率偏差信号ΔA和水轮机模型输出机械功率偏差信号ΔPm，并根据频率偏差信号ΔA和机械功率偏差信号ΔPm判断调速系统的阻尼特性；其中采样频率与激励信号A的频率相同。2.根据权利要求1所述的基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法，其特征在于，所述步骤S1建立的仿真模型包括依次连接的执行机构、水轮机模型、发电机模型和外部电力系统模型，其中，所述水轮机模型的传递函数G(s)表示为：式中，Tw为水锤效应时间常数，s为微分算子，ey＝(eqyemh-emyeqh)/emy，eqy、emh、emy、eqh均为水轮机模型参数。3.根据权利要求1所述的基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法，其特征在于，所述步骤S2中输入的激励信号为振荡频率为f的低频正弦信号，表示为：A＝50+A0sin(2πft+α0)式中，A0表示激励信号幅值，α0表示激励信号初始相位。4.根据权利要求1所述的基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法，其特征在于，所述步骤S3中调速系统的阻尼特性判断方法具体包括：在输入信号初相位为0的情况下，将调速系统反调响应的第一个周波数据剔除，以频率偏差第二周期开始时刻为0时刻，计算水轮机输出机械功率偏差信号ΔPm第一次过零点的时间t0，分以下几种情况：(a)t0＞1/(4f)，如果表明Pm的在t0时刻的斜率与频率偏差信号斜率方向一致，即ΔPm超前ΔA(0～90度)，调速系统在该振荡频率下提供负阻尼；如果表明ΔPm在t0时刻的斜率与频率偏差信号斜率方向相反，即ΔPm滞后ΔA(90～180度)，调速系统在该振荡频率下提供正阻尼。(b)t0＜1/(4f)，如果表明Pm在t0时刻的斜率与频率偏差信号斜率方向一致，即ΔPm滞后ΔA(0～90度)，调速系统在该振荡频率下提供负阻尼；如果表明ΔPm在t0时刻的斜率与频率偏差信号斜率方向相反，ΔPm超前ΔA(90～180度)，调速系统在该振荡频率下提供正阻尼。5.根据权利要求1所述的基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试方法，其特征在于，该2CN110780607A权利要求书2/3页方法还包括：改变激励信号的频率和运行工况，得到不同工况和不同振荡频率时调速系统的阻尼特性。6.基于ADPSS的水轮机调速系统阻尼测试装置，其特征在于，该装置包括：移动式ADPSS实时仿真器，用于构建待测试水轮机调速系统所接入电网的机电-电磁混合仿真模型；信号发生器，用于向调速器输入频率、幅值和初始相位均可控的激励信号；数据采集及分析装置，用于采集调速器输入频率偏差信号ΔA和水轮机模型输出机械功率偏差信号ΔPm，并根据频率偏差信号ΔA和机械功率偏差信号ΔPm判断调速系统的阻尼特性；其中采样