CN109763932B - 调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法 - Google Patents

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Abstract

调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，包括设置水头开度与有功功率协联曲线原始数据；系统初始化；机组并网运行时，检测到机组有功功率达到功率给定值且保持稳定运行时，调速器电控系统自动记录当前水头h、机组有功功率p和导叶开度y；对水头开度与有功功率协联曲线表进行修正。本发明适用于使用水头开度与有功功率协联曲线进行调速器电气控制的水电发电机组，旨在解决机组并网运行过程中，由于调速器水头开度与有功功率协联曲线设置不合理导致的机组有功功率调节性能差等问题。

Description

调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法
技术领域
本发明属于水电站自动控制领域，具体是一种调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法。
背景技术
目前，水轮发电机组运行过程中，调速器水头开度与有功功率协联曲线是按照主机厂家提供的数据设置的，而主机厂家提供的数据是通过模型试验后，综合计算得出的理论数据，往往与真机实际运行的情况不符，现场设置后的水头开度与有功功率协联曲线也不能根据实际运行情况实时修正自适应。若设置的水头开度与有功功率协联曲线失真，则会对功率模式下机组的有功功率调节性能产生不利影响。
发明内容
本发明提供一种调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，更具体讲，是一种在机组并网运行情况下，对调速器水头开度与有功功率协联曲线进行实时自修正自适应的调速器电气控制方法。本发明适用于使用水头开度与有功功率协联曲线进行调速器电气控制的水电发电机组，旨在解决机组并网运行过程中，由于调速器水头开度与有功功率协联曲线设置不合理导致的机组有功功率调节性能差等问题。
本发明采取的技术方案为：
调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，包括以下步骤：
步骤1：设置水头开度与有功功率协联曲线原始数据；
步骤2：系统初始化，读取主机厂家提供的水头开度与有功功率协联曲线原始数据；
步骤3：机组并网运行时，检测到机组有功功率达到功率给定值且保持稳定运行时，调速器电控系统自动记录当前水头h、机组有功功率p和导叶开度y；
步骤4：对水头开度与有功功率协联曲线表进行修正，修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h，有功功率p对应的导叶开度y表；
若Hi-1≤h≤Hi，Pj-1≤p≤Pj，则：
y表j-1＝Yi-1，j-1+(Yi，j-1-Yi-1，j-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)；
y表j＝Yi-1，j+(Yi，j-Yi-1，j)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)；
y表＝y表j-1+(y表j-y表j-1)(p-Pi-1)/(Pi-Pi-1)；
②、计算表中导叶开度和实际导叶开度偏差值；
△Y＝y-y表；
③、机组工况进入(Hi-1,Pj-1)、(Hi,Pj-1)、(Hi,Pj)、(Hi-1,Pj)四点围成的正方形区域外时，修正水头开度与有功功率协联曲线表；
Yi-1，j-1＝Yi-1，j-1+△Y；Yi-1，j＝Yi-1，j+△Y；Yi，j-1＝Yi，j-1+△Y；Yi，j＝Yi，j+△Y。
④、修正完毕，返回步骤3。
修正方法不局限于此方法，可运用其他优化算法。
本发明一种调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，技术效果如下：
1、采用本发明的方法，可以实现水头开度与有功功率协联曲线的实时自修正自适应功能，解决由于水头开度与有功功率协联曲线失真导致的功率模式下机组的有功功率调节性能差等问题。
2、采用本发明的方法，可以提高调速器电控系统的智能自动化水平。
3、本发明的方法简单高效可行。
附图说明
图1为本发明控制方法的控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，包括以下步骤：步骤1：按照主机厂家提供的数据，设置水头开度与有功功率协联曲线原始数据。
调速器水头开度与有功功率协联曲线是按照主机厂家提供的数据设置的，而主机厂家提供的数据是通过模型试验后，综合计算得出的理论数据，往往与真机实际运行的情况不符。
水头开度与有功功率协联曲线理论上为三维曲面，但实际工程应用中近似处理为相邻离散工况点的直线连线编织的三维折面。水头开度与有功功率协联曲线原始数据表记录了主机厂家提供的水头开度与对应有功功率离散工况点。
设水头开度与有功功率协联曲线原始数据表格如表1所示。表1中n、m、i都为正整数，1＜i≤n，1＜j≤m，Yi,j为Hi水头Pj有功功率对应的导叶开度。
表1水头开度与有功功率协联曲线原始数据表
Figure BDA0001941842650000021
Figure BDA0001941842650000031
步骤2：系统初始化，读取主机厂家提供的水头开度与有功功率协联曲线原始数据；
步骤3：机组并网运行时，检测到机组有功功率达到功率给定值且保持稳定运行时，调速器电控系统自动记录当前水头h、机组有功功率p和导叶开度y。
步骤4：对水头开度与有功功率协联曲线表进行修正，修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h，有功功率p对应的导叶开度y表。
若Hi-1≤h≤Hi，Pj-1≤p≤Pj，则：
y表j-1＝Yi-1，j-1+(Yi，j-1-Yi-1，j-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
y表j＝Yi-1，j+(Yi，j-Yi-1，j)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)。
y表＝y表j-1+(y表j-y表j-1)(p-Pi-1)/(Pi-Pi-1)。
②、计算表中导叶开度和实际导叶开度偏差值。
△Y＝y-y表；
③、机组工况进入(Hi-1,Pj-1)、(Hi,Pj-1)、(Hi,Pj)、(Hi-1,Pj)四点围成的正方形区域外时，修正水头开度与有功功率协联曲线表；
Yi-1，j-1＝Yi-1，j-1+△Y；Yi-1，j＝Yi-1，j+△Y；Yi，j-1＝Yi，j-1+△Y；Yi，j＝Yi，j+△Y；
④、修正完毕，返回步骤3。
根据本发明的一种调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，将其应用于某电站调速器水头开度与有功功率协联曲线自动控制。下面将参照此示例性实施例对本发明做进一步说明。
某水电站，水头开度与有功功率协联曲线原始数据表格如表2所示，调速器运行过程中，调速器电控系统自动记录当前水头h、导叶开度y以及对应有功功率p实际数据表格如表3所示，水头开度与有功功率协联曲线数据优化过程数据表格如表4～表7所示。优化后，水头开度与有功功率协联曲线数据与实际值更加接近。表中数据仅用于举例说明本发明的一种调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，并非机组实际运行数据。
表2水头开度与有功功率协联曲线原始数据表
Figure BDA0001941842650000041
表3水头开度与有功功率实际数据表
h(m) 62 66 70 67
y(％) 55 65 55 57.5
p(MW) 210 390 410 350
表4水头与空载开度协联曲线第一次优化后数据表
Figure BDA0001941842650000051
表5水头与空载开度协联曲线第二次优化后数据表
Figure BDA0001941842650000052
Figure BDA0001941842650000061
表6水头与空载开度协联曲线第三次优化后数据表
Figure BDA0001941842650000062
表7水头与空载开度协联曲线第四次优化后数据表
Figure BDA0001941842650000063
Figure BDA0001941842650000071

Claims (1)

1.调速器水头开度与有功功率协联曲线自适应控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：设置水头开度与有功功率协联曲线原始数据；
步骤2：系统初始化，读取主机厂家提供的水头开度与有功功率协联曲线原始数据；
步骤3：机组并网运行时，检测到机组有功功率达到功率给定值且保持稳定运行时，调速器电控系统自动记录当前水头h、机组有功功率p和导叶开度y；
步骤4：对水头开度与有功功率协联曲线表进行修正，修正步骤如下：
①、通过查表计算出当前水头h，有功功率p对应的导叶开度y表；
若Hi-1≤h≤Hi，Pj-1≤p≤Pj，则：
y表j-1＝Yi-1，j-1+(Yi，j-1-Yi-1，j-1)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)；
y表j＝Yi-1，j+(Yi，j-Yi-1，j)(h-Hi-1)/(Hi-Hi-1)；
y表＝y表j-1+(y表j-y表j-1)(p-Pi-1)/(Pi-Pi-1)；
②、计算表中导叶开度和实际导叶开度偏差值；
△Y＝y-y表；
③、机组工况进入(Hi-1,Pj-1)、(Hi,Pj-1)、(Hi,Pj)、(Hi-1,Pj)四点围成的正方形区域外时，修正水头开度与有功功率协联曲线表；
Yi-1，j-1＝Yi-1，j-1+△Y；Yi-1，j＝Yi-1，j+△Y；Yi，j-1＝Yi，j-1+△Y；Yi，j＝Yi，j+△Y；
④、修正完毕，返回步骤3；
水头开度与有功功率协联曲线原始数据表格如表1所示：
表1 水头开度与有功功率协联曲线原始数据表
H<sub>1</sub> H<sub>2</sub> … H<sub>i-1</sub> H<sub>i</sub> … H<sub>n-1</sub> H<sub>n</sub> P<sub>1</sub> Y<sub>1,1</sub> Y<sub>2,1</sub> … Y<sub>i-1，1</sub> Y<sub>i，1</sub> … Y<sub>n-1,1</sub> Y<sub>n，1</sub> P<sub>2</sub> Y<sub>1,2</sub> Y<sub>2,2</sub> … Y<sub>i-1，2</sub> Y<sub>i，2</sub> … Y<sub>n-1,2</sub> Y<sub>n，2</sub> … … … … … … … … … P<sub>j-1</sub> Y<sub>1，j-1</sub> Y<sub>2，j-1</sub> … Y<sub>i-1，j-1</sub> Y<sub>i，j-1</sub> … Y<sub>n-1,j-1</sub> Y<sub>n，j-1</sub> P<sub>j</sub> Y<sub>1，j</sub> Y<sub>2，j</sub> … Y<sub>i-1，j</sub> Y<sub>i，j</sub> … Y<sub>n-1,j</sub> Y<sub>n，j</sub> … … … … … … … … … P<sub>m-1</sub> Y<sub>1，m-1</sub> Y<sub>2，m-1</sub> … Y<sub>i-1，m-1</sub> Y<sub>i，m-1</sub> … Y<sub>n-1,m-1</sub> Y<sub>n，m-1</sub> P<sub>m</sub> Y<sub>1，m</sub> Y<sub>2，m</sub> … Y<sub>i-1，m</sub> Y<sub>i，m</sub> … Y<sub>n-1,m</sub> Y<sub>n，m</sub>
表1中，n、m、i都为正整数，1＜i≤n，1＜j≤m，Yi,j为Hi水头Pj有功功率对应的导叶开度。
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