一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法.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CN109308005A(43)申请公布日2019.02.05(21)申请号201811052775.8(22)申请日2018.09.10(71)申请人东方电气自动控制工程有限公司地址618099四川省德阳市旌开区庐山南路三段18号(72)发明人赵军科邬廷军刘德民(74)专利代理机构成都天嘉专利事务所(普通合伙)51211代理人邓小兵(51)Int.Cl.G05B13/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，根据水轮机综合特性曲线确定不同转速时的功率、水头关系曲线，寻找最优效率曲线，ηimax＝f(P,H,Ni)，利用最大效率曲线和采集的当前水头和当前功率给定，确定当前工况时的最优转速no＝f(P,H)|ηmax，最优转速no即为变速机组在当前水头H和功率给定P下的最优转速，调速系统依此进行闭环调节，保证变速机组处于最优转速；本发明减少机组过渡过程调节时间，提高机组运行稳定性。CN109308005ACN109308005A权利要求书1/1页1.一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据变转速水泵水轮机的综合特性曲线获取机组不同转速时的水头-功率-效率曲线和水头-开度-效率曲线；并把曲线变成两个三维表格；(2)根据水泵水轮机在水泵工况时的水头-转速-效率曲线和水头-转速-开度曲线，生成水头-转速-效率二维表格和水头-转速-开度二维表格；(3)利用步骤(1)生成的三维表格获取特定水头、功率下，不同转速时的最大效率点，所有最大效率点可以形成一条最大效率曲线；所述最大效率曲线满足如下公式：ηimax＝f(P,H,Ni)其中：ηimax--第i个最大效率，P--功率，H--水头，Ni--第i个机组转速；(4)采集变转速抽水蓄能机组的当前运行水头H和机组功率给定P；当水泵水轮机组在发电工况时，按如下步骤处理：A.利用步骤(3)生成的最大效率曲线和步骤(4)采集的当前水头和当前功率给定，确定当前工况时的最优转速；no＝f(P,H)|ηmax其中：no--最优转速；最优转速no即为变速机组在当前水头H和功率给定P下的最优转速，调速系统依此进行闭环调节，保证变速机组处于最优转速；B.根据功率给定限制曲线及当前转速，实现分段功率给定速率限制，输出Ps1作为功率给定，实现功率控制限速率和功率闭环控制；当水泵水轮机组在水泵工况时，按如下步骤处理：C.利用步骤(2)获取的水头-转速-效率二维数据表格，获取最大效率点对应的转速值，该转速即为水泵工况最优转速no’；no′—表示水泵工况时的最优转速，no′直接作为交流励磁系统的目标转速，进行闭环控制，实现变速机组水泵工况最优转速运行；D.利用no’及步骤(2)生成的水头-转速-开度二维表格，获取水泵工况时最优导叶开度Yo'，最优开度Y′o直接作为调速系统的开度控制目标值，进行开度闭环控制，实现水泵工况时的最优开度运行，从而实现变速机组的最优效率运行。2.如权利要求1所述的一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，当水泵水轮机组在发电工况时，还包括如下步骤：对于采用交流励磁的变速抽蓄机组，根据最优转速no获取交流励磁电气转速Nr，保证系统工频50Hz输出；对于采用交流励磁的变速抽蓄机组存在如下转速关系：Nr＝Ns-Nm，式中：Ns--机组定子电流转速；Nr--转子磁场转速，由交流励磁系统控制的励磁电流频率；Nm--机组的实际机械转速，有±10％左右的变速范围；机组最优转速运行时Nm＝no得到交流励磁系统励磁电流的频率Nr，交流励磁系统的励磁电流转速按照Nr进行闭环控制，从而实现机组最优转速运行。3.如权利要求1所述的一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法，其特征在于，当水泵水轮机组在发电工况时，还包括：根据机组最优转速no确定当前功率和水头时的水轮机最优开度；Yo＝f(P,H)|no其中：Y0--最优开度；最优开度在调速系统中只是参考，为实现机组模糊控制提供依据。2CN109308005A说明书1/5页一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法技术领域[0001]本发明属于变转速抽水蓄能，尤其涉及一种基于工况寻优的变转速抽水蓄能机组协调控制方法。背景技术[0002]变转速抽水蓄能由于其高度可控性以及迅速的有功、无功对电网稳定运行的支撑能力越来越受到人们的重视，我国变转速抽水蓄能机组研究起步较晚，已投运的几座变速机组都属于变极调速机组，机组只能在两种转速之间切换，不是真正意义上的变速抽蓄机组。虽然国外变速机组