[发明专利]基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，包括如下步骤：

S1.获取目标可变速抽水蓄能机组的实时运行参数和机组参数；

S2.根据获取的电网实时频率和电网参考频率，计算得到频率差值信号；

S3.根据步骤S2得到的频率差值信号和机组的转速差值信号，计算得到输入功率参考量；

S4.根据步骤S3得到的输入功率参考量和目标可变速抽水蓄能机组的综合特性曲线，计算得到基础转速值和基础开度值；

S5.根据步骤S4得到的基础转速值计算得到转速偏差控制值，同时根据步骤S4得到的基础开度值计算得到行程偏差控制值；

S6.根据步骤S5得到的转速偏差控制值和行程偏差控制值，采用PID控制算法计算得到目标可变速抽水蓄能机组的机械控制量；

S7.根据步骤S6得到的机械控制量，以及目标可变速抽水蓄能机组的变流器输出的电磁控制量，完成目标可变速抽水蓄能机组的控制。

2.根据权利要求1所述的基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，其特征在于步骤S2所述的根据获取的电网实时频率和电网参考频率，计算得到频率差值信号，具体包括如下步骤：

计算得到频率差值信号Δf为其中Δf'为频差变量且Δf'＝f-f_r，f为电网实时频率，f_r为电网参考频率。

3.根据权利要求2所述的基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，其特征在于步骤S3所述的根据步骤S2得到的频率差值信号和机组的转速差值信号，计算得到输入功率参考量，具体包括如下步骤：

采用如下公式计算得到输入功率参考量P_i,r：

P_i,r＝P_r-ΔP

式中P_r为目标可变速抽水蓄能机组的功率设定值；ΔP为功率修正值且e_p为功率永态插值系数，Δc为综合偏差值且Δc＝Δf+(n_ref-n_r)/n_r-x，Δf为频率差值信号，n_ref为目标可变速抽水蓄能机组的转速参考值，n_r为目标可变速抽水蓄能机组的转速额定值，x为目标可变速抽水蓄能机组的转速标幺值。

4.根据权利要求3所述的基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，其特征在于步骤S4所述的根据步骤S3得到的输入功率参考量和目标可变速抽水蓄能机组的综合特性曲线，计算得到基础转速值和基础开度值，具体包括如下步骤：

根据步骤S3得到的输入功率参考量P_i,r、目标可变速抽水蓄能机组的运行水头H和目标可变速抽水蓄能机组的功率计算式P_m＝γQ₁₁D₁²H^3/2η，计算得到中间变量Q₁₁η，然后再根据目标可变速抽水蓄能机组的综合特性曲线，计算得到最终的基础转速值n_p和基础开度值a_p；

其中，P_m为目标可变速抽水蓄能机组的功率，Q₁₁η为中间变量，γ为水的重度，D₁为水轮机转轮直径。

5.根据权利要求4所述的基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，其特征在于步骤S5所述的根据步骤S4得到的基础转速值计算得到转速偏差控制值，同时根据步骤S4得到的基础开度值计算得到行程偏差控制值，具体包括如下步骤：

采用如下算式计算得到转速偏差控制值Δx：

式中n_p为步骤S4得到的基础转速值；H为目标可变速抽水蓄能机组的运行水头；D₁为水轮机转轮直径；n_r为目标可变速抽水蓄能机组的转速额定值，x为目标可变速抽水蓄能机组的转速标幺值；

采用如下算式计算得到行程偏差控制值Δy：

式中a_p为步骤S4得到的基础开度值；a_max为目标可变速抽水蓄能机组的最大开度值；y为水轮机组的当前导叶开度值。