[发明专利]变速抽水蓄能机组水泵工况最优参数发生器实现方法

说明书

本发明提供了变速抽水蓄能机组水泵工况最优参数发生器实现方法，根据水泵水轮机的协联特性曲线找出参考入力、实时扬程与最优转速、最优开度的关系。本发明结合同步转速下水泵工况的协联开度曲线，利用变转速下的流量、扬程、入力变式得到最优效率点对应的转速、流量、开度、扬程、入力等数据，并进一步的根据这些数据得到最优参数转速发生器和最优开度发生器，解决了实现抽水蓄能机组最优参数发生器所需数据量大、计算步骤繁琐的问题。

技术领域

本发明属于抽水蓄能机组控制方法技术领域，具体涉及变速抽水蓄能机组水泵工况最优参数发生器实现方法。

背景技术

变速抽水蓄能机组因其具有优良的调峰调频能力得到了世界各国的高度重视，特别是该机组在水泵工况下可通过机组转速变化大范围快速调节机组入力，极大增加了电网调频容量，保障了大规模新能源并网下电网的安全稳定。但变速抽水蓄能机组水泵工况下入力与机组转速及导叶开度高度耦合，为保证机组运行中水力效率最优，需要额外提供能够根据机组工况参数(实时扬程和参考入力)获得机组最优转速与最优导叶开度的最优参数发生器。目前的最优参数发生器基于水泵水轮机模型全特性曲线数据产生，该方法所需数据量大、计算步骤繁琐，同时在进行在线寻优时该方法的实时性差，严重约束了变速抽水蓄能机组最优参数发生器的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供变速抽水蓄能机组水泵工况最优参数发生器实现方法，解决了现有获得最优参数发生器所需数据量大、计算步骤繁琐的问题。

本发明所采用的技术方案是：变速抽水蓄能机组水泵工况最优参数发生器实现方法，具体操作步骤如下：

步骤1，收集水泵水轮机水泵工况协联运行曲线，包括协联开度曲线中的流量-开度曲线、协联运行时的流量-扬程特性曲线、协联运行时的流量-入力特性曲线；

步骤2，根据变转速下的流量、扬程、入力变式，将同步转速下水泵协联工况运行曲线转化为变转速下水泵协联工况的转速-流量-扬程曲面和转速-流量-入力曲面；

步骤3，根据变转速下的流量、扬程、入力变式，将同步转速下水泵协联开度的流量-开度曲线转化为变转速下水泵协联开度的转速-流量-开度曲面；

步骤4，在考虑电站实际扬程变化范围的条件下，根据水泵协联工况的转速-流量-扬程曲面和转速-流量-入力曲面得到最优工况点的流量、转速、入力、扬程数据，根据这些数据进一步可以得到入力-扬程-转速曲面和入力-扬程-流量曲面；

步骤5，根据水泵协联开度的转速-流量-开度曲面和入力-扬程-转速曲面以及转速-流量-扬程曲面得到最优工况点的转速、流量、扬程、入力、开度数据，根据这些数据进一步可以得到入力-扬程-开度曲面；

步骤6，由入力-扬程-转速曲面制作最优转速表格，最优转速发生器通过查询最优转速表格根据参考入力和实时扬程得到最优转速，由入力-扬程-开度曲面制作最优开度表格，最优开度发生器通过查询最优开度表格表根据参考入力和实时扬程得到最优开度。

本发明的特点还在于：

步骤2变转速下的流量公式为：

式(1)中，n_c代表水泵水轮机转速，Q_c代表机组在转速n_c运行时对应的流量，n_r代表水泵水轮机的同步转速，Q_f代表机组在同步转速n_r运行时对应的流量；

步骤2变转速下的扬程公式为：

式(2)中，H_c代表机组在转速n_c运行时对应的扬程，H_f代表机组在同步转速n_r运行时对应的扬程。