[发明专利]一种水轮机调节系统实时仿真方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及水电站与电力系统实时仿真领域，具体为一种水轮机调节系统实时仿真方法及其装置。

背景技术

电力系统仿真是研究电力系统动态行为的重要手段之一。在电力系统中，仿真技术有着很好的应用，并取得了很多研究成果，产生了良好的社会与经济效益。其中出现了大量成熟的仿真工具与软件，如RTDS、PSCAD/EMTDC等，还有国内常规的电力系统暂态稳定计算软件，例如中国电力科学院开发的电力系统潮流计算、暂态稳定和短路电流计算的仿真软件PSASP，还有BPA软件。但在这些工具软件中，其提供的水轮机调节系统的模型往往被简化而使模型变得较简单，与实际不符，以至不能反映水电机组在电力系统动态过程中的真实行为。

这是因为由于专业分工的影响和早期研究手段的缺乏，认为水电机组的水力过渡过程、机械过渡过程与电磁过渡过程在时间尺度上不一致，可以分开进行研究；再加上考虑计算的维度与速度，在电力系统暂态稳定计算中，水力系统一般采用简单引水管道刚性水击-线性化水轮机假设下的简化模型,无法用于复杂水力系统。这种对水力系统模型简化所造成的仿真计算误差对于某些问题的研究尚可接受,但对于诸如水电系统中长期动态稳定、水轮发电机组再同步、调压井系统大波动稳定等水电耦合和自动调节作用密切相关的问题的研究，由于数据不全，未完全考虑非线性条件的影响等，严重影响计算的准确度和可信度，甚至会导致不合理的结论。有鉴于此，需研究新的技术方案，综合考虑水力、机械等方面的因素，建立具有良好精度、计算快速的水轮机调节系统实时仿真方法，并开发相应装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种利用DSP（digital signal processor，即数字信号处理器）技术与RTDS（real time digital simulator，即实时数字仿真装置）技术并行处理的水轮机调节系统实时仿真方法，和使用该仿真方法的装置。

为实现上述技术目的，本发明提供的仿真方法是：一种水轮机调节系统实时仿真方法，包括如下步骤。

步骤一，利用DSP模拟仿真出调速器控制数据、电液随动系统数据、引水系统及水轮机数据。

步骤二，利用RTDS模拟仿真出发电机数据、电网与负荷数据。

步骤三，将步骤一得到的水轮机力矩送至RTDS，RTDS根据该水轮机力矩计算出新的发电机数据。

步骤四，将步骤三得到的发电机数据再次回馈到DSP，实现系统仿真。

而且，所述发电机数据是发电机组转速数据。

本发明提供的仿真装置是：一种使用上述水轮机调节系统实时仿真方法的实时仿真装置，包括相互联接DSP实时仿真装置和RTDS仿真器，其特征在于：所述DSP实时仿真装置包括依次联接的调速器控制部分仿真模块、电液随动系统仿真模块和引水系统及水轮机仿真模块，RTDS仿真器包括相互联接的发电机仿真模块和电网与负荷仿真模块，所述引水系统及水轮机仿真模块的输出端通过DAC模块与所述发电机仿真模块的输入端联接，所述发电机仿真模块的输出端通过ADC模块分别与调速器控制部分仿真模块和引水系统及水轮机仿真模块的输入端联接。

本发明具有如下优点与积极效果。

1、实时仿真装置的仿真结果能真实反映实际电站的特性。

2、实时仿真装置与RTDS并行计算，可满足电力系统高精度实时仿真的需要。

附图说明

图1是本发明的系统原理结构框图。

其中，1、调速器控制部分仿真模块，2、电液随动系统仿真模块，3、引水系统及水轮机仿真模块，4、发电机仿真模块，5、负载及电力网络仿真模块，6、DAC模块，7、ADC模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例提供一种利用DSP技术与RTDS技术并行处理的水轮机调节系统实时仿真方法，和使用该仿真方法的装置。

为实现上述技术目的，本发明提供的仿真方法是：一种水轮机调节系统实时仿真方法，包括如下步骤。

步骤一，利用DSP模拟仿真出调速器控制数据、电液随动系统数据、引水系统及水轮机数据。

步骤二，利用RTDS模拟仿真出发电机数据、电网与负荷数据。

步骤三，将步骤一得到的水轮机力矩送至RTDS，RTDS根据该水轮机力矩计算出新的发电机数据。

步骤四，将步骤三得到的发电机数据再次回馈到DSP，实现系统仿真。

进一步的，上述发电机数据是发电机组转速数据。