[发明专利]电力系统原动机及其调速器实测建模方法

权利要求书

1.电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于它包括如下步骤：

(1)收集资料：进行原动机及其调速器建模前，收集待研究的发电机的资料；

(2)建立原动机及其调速器的数学模型：根据原动机及其调速器收集资料的情况，建立备选的原动机及其调速器数学模型；

(3)模型选择：根据收集的资料，确定原动机及其调速器的类型，并在备选的原动机及其调速器数学模型中选择合适的数学模型，以最接近原动机及其调速器的物理特征；

(4)进行原动机及其调速器的分环节现场试验：先进行开环方式下的阀门阶跃和燃料阶跃试验，再进行协调控制方式下的阀门阶跃；

(5)进行分环节的参数辨识，获得各分环节的参数；

(6)总体参数辨识前的数据筛选；

(7)总体参数辨识；

(8)模型参数验证；

(9)进行频率大扰动试验：选择一台大容量的发电机进行甩负荷试验，记录待研究的原动机及其调速器相关运行参数的响应曲线，并用于后续第10步所述的模型参数校核；

(10)模型参数验证：利用频率大扰动试验的数据校核所建立模型和参数的正确性。

2.根据权利要求1所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，通过以下三种途径的一种或者多种建立数学模型：a、根据原动机及其调速器的物理结构，建立基于物理环节的数学模型；b、根据原动机及其调速器的典型响应特性，建立已消去实际物理环节的基于响应特性的原动机及其调速器数学模型，简称响应特性模型；c、在电力系统分析软件BPA及PSS/E的模型库中挑选合适的模型，或利用PSS/E自定义功能建立新模型。

3.根据权利要求1或2所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于，在所述的步骤(4)中，分环节现场试验的具体试验方法为：1)开环方式下的阀门阶跃，将汽机主控及锅炉主控均放在手动位置，手动动作改变频差7转及9转，不包括死区，使负荷改变，测量相关的参数，以获取汽轮机参数及锅炉参数；2)开环方式下的燃料阶跃试验，将汽机主控和锅炉主控均放在手动位置，手动增加锅炉燃煤量2-3％，记录汽包压力及主汽压力的变化，获取锅炉的延迟及惯性时间常数；3)协调控制方式下的阀门阶跃，将DEH投遥控，CCS协调投入，DEH与CCS一次调频投入，手动改变频差±7r/min和±9r/min，不包括死区，使机组负荷变动约3至6％，获取在协调情况下各参数的变化情况；对于每种容量的机组，在每一个主要工况下都进行上述三种试验，所有的数据均需要至少每秒1个点的分辨率，而时间总长度至少为10分钟。

4.根据权利要求3所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于，在所述的步骤(5)中，在获得物理环节各项参数后，将参数置入基于物理环节的数学模型，在参考原控制系统的各项参数情况下，合理设置模型中控制系统各项参数的初始值，并利用辨识软件对于各项参数进行辨识，使输出结果与试验结果符合。

5.根据权利要求4所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于，在所述的步骤(6)中，在进行总体参数辨识前，对步骤(4)中第三种试验所获得的数据使用响应特性模型进行筛选，挑出一致性比较好的若干组数据，剔除在现场试验中因人为或其他偶然因素造成的与综合响应偏差较大的测试曲线，响应特性模型的参数辨识算法为单纯形法。

6.根据权利要求5所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于在所述的步骤(7)中，若用于总体辨识的模型是基于物理环节的数学模型，则在辨识汽轮机、伺服机构的参数时，以步骤(5)所获得的汽轮机、伺服机构的参数为初始值，变化范围限制在±10％以内，其它参数没有限制；对于步骤(6)中筛选出来的所有实测数据，用基于物理环节的数学模型或响应特性模型，通过单纯形算法辨识一组折中的参数，并计算误差，如果误差未超过事先定义的最大允许值，则这组参数作为该电厂原动机及其调速器模型的参数，若误差超过了最大允许值，需要重新步骤(2)的试验。

7.根据权利要求6所述的电力系统原动机及其调速器实测建模方法，其特征在于在所述的步骤(8)中，用电力系统分析软件BPA及PSS/E对模型进行验证。