特征线法及其变体在水轮机及引水系统非线性建模中的对比研究

发布时间：2024-05-18 18:17

　　建立引水系统的水力变化模型是水电机组非线性建模和仿真中的重要内容,同时水力因素对水轮机调节系统过渡过程的影响也是研究机组和电网稳定性时需要系统性考虑的主要问题。本文提出了一种改进的特征线法,针对水轮机及引水系统建立了包含基本特征线法的联合非线性模型,以及包含可选水击模型的模块化非线性模型,以开展特征线法及其变体的对比研究,为今后水轮机调节系统的大小波动仿真提供一定的理论指导。在此基础上,以国内某大型水电站机组孤网运行模式为例,在频率和负载的大、小扰动作用下,研究了刚性和弹性水击、特征线法及其变体模型的仿真结果,分析了各模型计算的瞬时水头的差别,得出了不同模型参数的调节规律和影响效果。结果表明,在大小波动条件下不同引水系统模型对于机组水头变化趋势的描述基本一致,仅在局部极值附近的计算结果有所差别,且在大波动条件下较为明显,但可通过调整具体的模型参数减小这种差别。

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【部分图文】：

图1基于水轮机及引水系统联合非线性模型的水轮机调节系统仿真平台

该平台中控制器模型采用并联PID结构（其中参数KP、KI和KD分别为比例、积分和微分增益；T1v为微分时间常数；bp为永态转差系数），随动系统模型包含中间接力器（其中参数Ty1为中间接力器反应时间常数，s）、主接力器（其中参数Ty为主接力器反应时间常数，s），导叶开启速度限制和分....

图2水轮机调节系统仿真平台的控制器模型结构

图1基于水轮机及引水系统联合非线性模型的水轮机调节系统仿真平台图3水轮机调节系统仿真平台的随动系统模型结构

图3水轮机调节系统仿真平台的随动系统模型结构

图2水轮机调节系统仿真平台的控制器模型结构3.2模块化非线性模型

图4水轮机调节系统过渡过程迭代计算的基本流程

模块化非线性模型是将水电机组联合非线性模型分离，将各子系统封装为独立的模块进行仿真，这样做的好处是在每个采样周期内避免了迭代计算，同时可视化效果好，便于模块的移植和重复利用。基于模块化非线性模型的水轮机调节系统在MATLAB\SIMULINK环境下的整体结构如图5所示。图5基于....

本文编号：3977176