水轮发电及其调速器的参数辨识以及控制策略研究

发布时间：2021-08-06 01:26

　　水电资源是一种清洁能源,几乎不污染环境,在我国可持续发展战略的推动下,在当今非常重视环境保护的氛围下,水电事业的优势更加突出。由于我国水能资源蕴藏量丰富,近年来,国家大力发展水电事业,许多大型水电站建设投运。作为电力系统重要组成部分,水电机组承担着调峰调频、旋转备用、事故备用、负荷调整等关键任务,因此,水轮机模型的精细化建模对于水轮机安全运行、控制规律优化以及事故的分析具有重要的意义。水轮机调节系统在建模过程中,不论是从模型的搭建,还是参数辨识都变得极其困难,为了确保电网安全可靠运行以及改善水电机组调节特性,水轮机模型精细化建模以及调速器的参数辨识研究已经成为当前需要迫切解决的问题。本文围绕着水轮机参数辨识、精细化建模等问题,结合水电机组实际运行特性,对水轮机原动机及其调速建模进行深入研究。主要研究内容及创新性成果如下:（1）研究现有水轮机模型,分析归纳出各类模型的优缺点以及其适用范围,针对引水系统部分存在水力损失无法较为准确地辨识参数,基于IEEE Working Group提出的水轮机引水系统近似阀门结构的模型,提出了考虑导水机构水力损失的水轮机精细模型。针对水力损失函数其复杂的模... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

名引水系统模型

主要存在两个方面的难题：（１）蜗壳蜗形段的损失计算只涉及于直管而未考虑到弯管??也存在水力损失；（２）导叶叶栅的损失模型较为复杂，不能做到精细的损失计算。??由图３－１可以看出导水机构为一个环状叶栅，在实际分析时，可以将其简化为直列??平板形状，便于分析。??＇々■Ｘ?＼?｜卜？水流方向??，＞?转轮??ｆ?ｆ?痛一??Ｉ?ｆ?＼?—?一＾导叶??”?Ｖ？＇??图３－１水轮机转轮与导水机构流场示意图??３．?３．?１蜗壳水力损失的数学表达??蜗壳的水力损失可以分为三部分进行计算：直管部分的摩擦损失４历；蜗形段的摩??擦损失水流流向座环的收缩损失４历。??３．３．?１．１直管部分的摩擦损失Ｚ／／，??１７??

图３－３考虑水力损失的输出波形对比??由此电厂水轮机运行规程可以查得，最大水头１１．９ｍ和最小水头４．７ｍ范围内，水??轮机以额定转速负荷在相应水头下的出力６０％－１００％的范围内稳定运行；由图３－３可以??看出，１３．５ＭＷ以下的仿真波形与实际差别较大，符合此电厂水轮机的运行规程。??２１?＊?＇?＇?＇??々虑水力掘失??冗＿?ｊ－｜?Ｋ虑水ｆ锬失??Ｉ?ｊ??１９?？?！??Ｉ??１８?－?？??議?１７?ｆ－?ｌ??１１６?＿?ｆＪ?ｈ＼?．??ｇ?１５?？?／?＼??乂．?／?Ｖ?．??ｔ－Ｊ??１３?－?／?＼?Ａ??ｒｖ??１２?＇??１１??＇?＇?＇?＇?＇???０?１０?Ｚ０?３０?４０?５０?６０??測．存??图３－４考虑水力损失与未考虑水力损失的仿真波形对比??图３－４为两种模型的仿真图对比，可以看出在未考虑水力损失的模型仿真图中总体??会比考虑水力损失的模型仿真图稍大，这是因为水力损失在水轮机并网运行当中损耗了??部分的能量


本文编号：3324798