[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

说明书

本发明公开了一种基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法，包括获取机组实时运行参数和机组参数；计算频率差值信号；计算输入功率参考量；计算基础转速值和基础开度值；计算转速偏差控制值和行程偏差控制值；采用PID控制计算机械控制量；根据机械控制量和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。本发明还公开了一种实现所述基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法的系统。本发明基于动态目标值，通过创新的控制算法设计及实现，不仅完成了可变速抽水蓄能机组控制，而且可靠性高，精确性好。

技术领域

本发明属于水电机组控制领域，具体涉及一种基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法及系统。

背景技术

随着环境问题的日益突出，新能源发电系统以其零排放、零污染的特性，受到了全世界人们的关注；越来越多的新能源发电系统(主要是风力发电系统和光伏发电系统)也开始并入电网运行。

但是，新能源发电系统的能量来源(风力发电系统的风，以及光伏发电系统的光)具有较大的随机性，这使得新能源发电系统的出力非常不稳定。因此，新能源发电系统的这种随机特性，使得电力系统面临着巨大的不确定性。因此，电力系统有足够多的灵活调节容量和足够快速的灵活控制方案，来保证自身的安全稳定运行。

抽水蓄能电站是电力系统的重要组成部分，在电力系统中承担着调峰、调频、调相和备用等重要功能；对抽水蓄能电站的控制也被认为是应对新能源发电系统的出力不确定性的最佳方案之一。因此，对抽水蓄能电站进行灵活控制，对于电力系统就显得尤为重要。

目前，抽水蓄能电站一般采用的是传统的水电机组或定速抽水蓄能机组。这类机组在偏离设计工况点时，存在效率严重下降的问题。可变速抽水蓄能机组是近年来的创新技术；可变速抽水蓄能机组具有运行范围宽、机组可调节功率范围大、机组稳态运行效率高等优点，其必定是抽水蓄能电站机组的首选方案。

但是，可变速抽水蓄能机组的控制方案，并无法套用传统的水电机组的控制方案或定速抽水蓄能机组的控制方案，同时目前我国也缺乏相应的针对可变速抽水蓄能机组的控制方案研究。这使得我国目前并没有完整、可靠的针对可变速抽水蓄能机组的控制方案。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可靠性高且精确性好的基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法。

本发明的目的之二在于提供一种实现所述基于动态目标值的可变速抽水蓄能机组控制方法的系统。

本发明提供的这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。

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：