一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法及装置.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CN109376479A(43)申请公布日2019.02.22(21)申请号201811450133.3(22)申请日2018.11.30(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(72)发明人陈刚韩晓言孙昕炜史华勃汤凡周波刘畅张华彭灿(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人胡晓丽(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)F03B15/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法及装置(57)摘要本发明公开了一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法及装置，解决了现有的根据模型对水轮机调速系统阻尼进行分析时仅仅得到单一工况下水轮机的水锤效应时间常数，当水头、发电机出力变化时会带来严重分析误差问题。本发明方法包括以下步骤：S1：频率特性实测区间和间隔的分析与选定；S2：向水轮机调速器输入激励信号，进行水轮机调速器控制水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率和发电机组的功率变化分析；S3：采集输入激励信号、水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率三组数据；S4：根据步骤S2的输入信号和步骤S3的输出信号进行调速器和整个水轮机调速系统的阻尼水平指标分析。本发明实现了对水轮机调速系统的阻尼水平进行实测，为评估水轮机调速系统阻尼水平提供了技术手段。CN109376479ACN109376479A权利要求书1/2页1.一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：向水轮机调速器输入激励信号，进行水轮机调速器控制水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率和发电机组的功率变化分析；S2：采集输入激励信号、水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率三组数据；S3：根据步骤S1的输入信号和步骤S2的输出信号进行调速器和整个水轮机调速系统的阻尼水平指标分析。2.根据权利要求1所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：步骤S1之前进行频率特性实测区间和间隔的分析与选定。3.根据权利要求2所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：基于调速系统主要在超低频段提供负阻尼，频率特性实测区间采用[0.01Hz-0.1Hz]，频率间隔为0.01Hz。4.根据权利要求1所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：步骤S1中激励信号采用正弦信号，测试频率范围为0.01Hz～0.1Hz，幅值为0.1Hz，初相为0。5.根据权利要求1所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：步骤S3包括调速器的阻尼水平指标分析和整个水轮机调速系统的阻尼水平指标分析，调速器的阻尼水平指标分析是根据输入的激励信号和测量到的调速器导叶开度信号进行分析，整个水轮机调速系统的阻尼水平指标分析是根据输入的激励信号和测量到的机械功率信号进行分析，分析的量化指标采用公式：式中，J1为调速器阻尼水平指标，J2为整个调速系统阻尼水平指标，ω为输入激励信号、Y为水轮机导叶开度、Pm为水轮机组输出机械功率，t0和t1为积分的时间上下限；当计算结果为正时，提供的阻尼为正，当计算结果为负时，提供的阻尼为负。6.根据权利要求1所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测方法，其特征在于：步骤S3之后将输入的激励信号和采集到的水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率按照设定的数据间隔输出至文件，并输出阻尼计算结果。7.一种水轮机调速系统阻尼特性实测装置，其特征在于：包括：激励信号装置，用于向水轮机调速器输入激励信号，在激励信号的作用下水轮机调速器控制水轮机导叶开度发生变化，进而引起水轮发电机组的机组功率发生相应的变化；数据采集装置，用于根据设定的频率实现信号的采集，用于采集输入激励信号、水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率三组数据；阻尼特性辨识装置，用于根据激励信号装置的输入信号和数据采集装置的输出信号，进行调速器和整个水轮机调速系统的阻尼水平指标分析。8.根据权利要求7所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测装置，其特征在于：还包括频率区间和间隔的分析与选定装置，用于进行频率特性实测区间和间隔的分析与选定，基于调速系统主要在超低频段提供负阻尼，频率特性实测区间采用[0.01Hz-0.1Hz]，频率间隔为0.01Hz。2CN109376479A权利要求书2/2页9.根据权利要求7所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测装置，其特征在于：还包括输出装置，用于将采集到的输入激励信号、水轮机导叶开度、水轮机组输出机械功率按照设定的数据间隔输出至文件，并输出阻尼计算结果。10.根据权利要求7所述的一种水轮机调速系统阻尼特性实测装置，其特征在于：激励信号装置中激