基于全特性曲線抽水蓄能電站典型過渡過程特性分析.pdf

1、隨著我國電力系統(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，具有很強的靈活性和儲能性，其作用在改善電網(wǎng)質(zhì)量上具有顯著的影響，所以近年來發(fā)展迅速。在抽水蓄能電站的運行過程中，水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是抽水蓄能電站的核心部分，其運行的安全穩(wěn)定性對電站運行過程有重要影響。尤其是在大波動過渡過程中，機組變化劇烈，水流流態(tài)復(fù)雜，對機組運行的穩(wěn)定性影響劇烈，所以本文從系統(tǒng)科學(xué)的角度揭示水力機組過渡過程的非線性動力行為，

2、從而探究抽水蓄能電站大波動過渡過程的本質(zhì)，進(jìn)而對電站的安全穩(wěn)定運行提供理論依據(jù)。
　　本文的研究對象為混流式水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基于實測抽水蓄能電站運行數(shù)據(jù)，擬合全特性曲線，并利用外特性方法計算動態(tài)傳遞系數(shù)，由傳遞系數(shù)的變化來展現(xiàn)水泵水輪機組在運行過程中的各種特性，從而建立一套基于實際數(shù)據(jù)的水泵水輪機數(shù)學(xué)模型，來反映系統(tǒng)的非線性動力學(xué)特征?？偨Y(jié)整個研究過程，主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)利用外特性方法從實測數(shù)據(jù)中獲得

3、動態(tài)傳遞系數(shù)擬合曲線，并將傳遞系數(shù)引入到水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模過程中，針對水泵水輪機甩負(fù)荷工況試驗，建立突甩負(fù)荷時的非線性數(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)過程擴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組運行的最佳參數(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)換為水輪機工況中的開機并網(wǎng)段，對并網(wǎng)過程進(jìn)行了深入分析。求解了整個并網(wǎng)過程的動態(tài)

4、傳遞系數(shù)，將以往一點的工況擴展到整個過渡過程的工況分析，由此建立可以描述整個并網(wǎng)過渡過程的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果合理的顯現(xiàn)了機組運行穩(wěn)定性伴隨著導(dǎo)葉開度變化的特性。此外，將哈密頓控制理論引入水泵水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，并對開機并網(wǎng)過程中的參數(shù)進(jìn)行控制分析，通過數(shù)值模擬計算，得到功角在開機過程中隨導(dǎo)葉開度的變化規(guī)律，同時也驗證了哈密頓理論對發(fā)電機系統(tǒng)參數(shù)鎮(zhèn)定的作用。
　　(3)針對水泵水輪機在開機并網(wǎng)時刻機組運行容易進(jìn)入反水泵工況，從而導(dǎo)致開