[实用新型]一种水轮机特性仿真装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统的仿真领域，具体为一种水轮机特性仿真装置。

背景技术

水轮机是进行水能到机械能转换的装置，是水电站和抽水蓄能电站的重要组成部分。也是构成水轮机调节系统的关键设备之一，在水电机组正常开机、空载运行、并网运行、增减负荷、正常停机等过程中，水轮机的特性对水轮机调节系统的动态性能有着重要的影响。水轮机特性的仿真是水轮机调节系统仿真和电力系统仿真的重要一环。

水轮机特性仿真一般有三种方法：线性水轮机模型、非线性水轮机模型以及理想水轮机模型。理想水轮机模型不能反映水轮机的特性，实际上不同型号的水轮机，其特性差异甚大。而线性水轮机模型则不能适应工况变化的需要，不能用于电力系统遭受大扰动的情况，甚至不能满足AGC（Automatic Generation Control，即自动发电量控制）调节的需要。非线性水轮机模型能较好的描述水轮机在不同工况下的真实特性，但需进行反复迭代计算，计算工作量大，收敛速度慢，若利用软件执行水轮机的非线性仿真，实时性可能达不到电力系统仿真计算的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能真实反映水轮机特性的仿真装置。

为实现上述技术目的，本实用新型提供的方案是：一种水轮机特性仿真装置，包括水轮机导叶接力器行程输入接线端子、机组转速输入接线端子、水轮机力矩输出接线端子，其中水轮机导叶接力器行程输入接线端子一路经接力器行程信号延迟模块接至接力器行程增量计算模块，另一路直接连至接力器行程增量计算模块；该接力器行程增量计算模块的输出一路经接力器行程水头传递系数电阻接至水轮机水头增量计算模块，另一路经接力器行程力矩传递系数电阻接至水轮机力矩增量计算模块。

所述机组转速输入接线端子一路经机组转速信号延迟模块接至机组转速增量计算模块，另一路直接连至机组转速增量计算模块；该机组转速增量计算模块的输出一路经机组转速水头传递系数电阻接至水轮机水头增量计算模块，另一路经机组转速力矩传递系数电阻接至水轮机力矩增量计算模块。

所述水轮机水头增量计算模块的输出一路经水轮机水头力矩传递系数电阻接至水轮机力矩增量计算模块，另一路接水轮机流量计算模块；该水轮机流量计算模块的输出一路经水轮机流量信号延迟模块接至水轮机流量增量计算模块，另一路直接连至水轮机流量增量计算模块。

所述水轮机流量增量计算模块又经水轮机流量水头传递系数电阻接至水轮机水头增量计算模块。

所述水轮机力矩增量计算模块的输出接到水轮机力矩计算模块。

所述水轮机力矩计算模块的输出一方面经水轮机力矩信号延迟模块作用于本模块的输入，另一方面经水轮机力矩输出接线端子将水轮机力矩输出。

所述各延迟模块均由运算放大器、电阻及电容组成，所述各计算模块均由运算放大器及若干电阻组成。

而且，所述运算放大器的型号为LM741。

本实用新型具有如下优点：1、采用线性化描述水轮机的特性； 2、提高了水轮机调节系统动态过程计算速度；3、可用于水轮机调节系统实时仿真与复杂电力系统的仿真；4、通过调整传递系数电阻值的大小，可以仿真不同工况的水轮机特性。

附图说明

图1是本实用新型的系统原理结构框图。

图2是本实用新型具体实施例电路结构原理图。

其中，1、接力器行程输入接线端子，2、机组转速输入接线端子，3、接力器行程信号延迟模块，4、机组转速信号延迟模块，5、水轮机流量信号延迟模块，6、水轮机力矩信号延迟模块，7、接力器行程增量计算模块，8、机组转速增量计算模块，9、水轮机流量增量计算模块，10、接力器行程水头传递系数电阻，11、机组转速水头传递系数电阻，12、水轮机流量水头传递系数电阻，13、水轮机水头增量计算模块，14、水轮机流量计算模块，15、接力器行程力矩传递系数电阻，16、机组转速力矩传递系数电阻，17、水轮机水头力矩传递系数电阻，18、水轮机力矩增量计算模块，19、水轮机力矩计算模块，20、水轮机力矩输出接线端子。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。