基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過(guò)渡過(guò)程特性分析.pdf

1、隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，能源調(diào)整不斷向穩(wěn)定高效發(fā)展。抽水蓄能電站在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰填谷的作用，具有很強(qiáng)的靈活性和儲(chǔ)能性，其作用在改善電網(wǎng)質(zhì)量上具有顯著的影響，所以近年來(lái)發(fā)展迅速。在抽水蓄能電站的運(yùn)行過(guò)程中，水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是抽水蓄能電站的核心部分，其運(yùn)行的安全穩(wěn)定性對(duì)電站運(yùn)行過(guò)程有重要影響。尤其是在大波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程中，機(jī)組變化劇烈，水流流態(tài)復(fù)雜，對(duì)機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性影響劇烈，所以本文從系統(tǒng)科學(xué)的角度揭示水力機(jī)組過(guò)渡過(guò)程的非線性動(dòng)力行為，

2、從而探究抽水蓄能電站大波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程的本質(zhì)，進(jìn)而對(duì)電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供理論依據(jù)。
　　本文的研究對(duì)象為混流式水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基于實(shí)測(cè)抽水蓄能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，擬合全特性曲線，并利用外特性方法計(jì)算動(dòng)態(tài)傳遞系數(shù)，由傳遞系數(shù)的變化來(lái)展現(xiàn)水泵水輪機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的各種特性，從而建立一套基于實(shí)際數(shù)據(jù)的水泵水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型，來(lái)反映系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特征?？偨Y(jié)整個(gè)研究過(guò)程，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)利用外特性方法從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中獲得

3、動(dòng)態(tài)傳遞系數(shù)擬合曲線，并將傳遞系數(shù)引入到水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模過(guò)程中，針對(duì)水泵水輪機(jī)甩負(fù)荷工況試驗(yàn)，建立突甩負(fù)荷時(shí)的非線性數(shù)學(xué)模型，在PID調(diào)速器控制下，進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，將以往kp，ki和kd的單一化調(diào)節(jié)過(guò)程擴(kuò)展到三者相互影響下的調(diào)節(jié)關(guān)系，由此得出水泵水輪機(jī)組運(yùn)行的最佳參數(shù)組合域，并利用MATLAB軟件具體分析每一參數(shù)的影響。
　　(2)研究了水泵工況轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)工況中的開(kāi)機(jī)并網(wǎng)段，對(duì)并網(wǎng)過(guò)程進(jìn)行了深入分析。求解了整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)

4、傳遞系數(shù)，將以往一點(diǎn)的工況擴(kuò)展到整個(gè)過(guò)渡過(guò)程的工況分析，由此建立可以描述整個(gè)并網(wǎng)過(guò)渡過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果合理的顯現(xiàn)了機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性伴隨著導(dǎo)葉開(kāi)度變化的特性。此外，將哈密頓控制理論引入水泵水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，并對(duì)開(kāi)機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行控制分析，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，得到功角在開(kāi)機(jī)過(guò)程中隨導(dǎo)葉開(kāi)度的變化規(guī)律，同時(shí)也驗(yàn)證了哈密頓理論對(duì)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)鎮(zhèn)定的作用。
　　(3)針對(duì)水泵水輪機(jī)在開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)刻機(jī)組運(yùn)行容易進(jìn)入反水泵工況，從而導(dǎo)致開(kāi)