[发明专利]用于稳定带有S形特性曲线的水力机械的旋转速度的方法和用于将水力能转换成电能的装置

权利要求书

1.一种用于稳定带有S形特性曲线的水力机械(20)的旋转速度(N)使得所述水力机械能够联结到电网的方法，该水力机械包括转轮(202)和围绕所述转轮布置并且包括多个可动的导叶(206)的分配器，所述方法的特征在于该方法包括步骤，这些步骤在于：

a)计算目标净水头(Hn_final)和影响所述水力机械(20)的导叶(206)的目标开度(Y_final)，所述目标净水头和所述目标开度被计算使得由水流(F)施加在所述水力机械(20)的转轮上的转矩为零并且使得所述水力机械以基于电网频率的目标旋转速度(Nc)旋转，

b)确定所述水力机械所经受的实际净水头(Hn)，

c)将所述目标净水头与所述实际净水头比较，并且

d)调整所述导叶(206)的开度以便朝向所述目标开度(Y_final)收敛并且减小在所述目标净水头和所述实际净水头之间的高度差(ε1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法此外包括步骤，这些步骤在于：

e)测量所述水力机械(20)的实际旋转速度(N)，

f)将所述实际旋转速度(N)与所述目标旋转速度(Nc)比较，

并且，在步骤(d)处，所述导叶(206)的开度被调整以还减小在所述目标旋转速度(Nc)与所述实际旋转速度(N)之间的速度差(ε2)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤d)处，所述导叶(206)的开度通过计算影响所述导叶(206)的设定点开度(Yc)调整。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定点开度(Yc)通过计算目标开度(Y_final)和依赖于在目标净水头(Hn_final)与实际净水头(Hn)之间的高度差(ε1)的第一开度变量(ΔY1)和依赖于在目标旋转速度(Nc)与实际旋转速度(N)之间的速度差(ε2)的第二开度变量(ΔY2)的总和而计算。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一开度变量(ΔY1)由第一校正器模块(C1)输出，该第一校正器模块具有作为输入的在目标净水头(Hn_final)与实际净水头(Hn)之间的高度差(ε1)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一校正器模块(C1)为比例微分校正器。

7.根据权利要求4到6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二开度变量(ΔY2)由第二校正器模块(C2)输出，该第二校正器模块具有作为输入的在目标旋转速度(Nc)与实际旋转速度(N)之间的速度差(ε2)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二校正器模块(C2)为比例积分微分校正器。

9.一种用于将水力能转换为电能的装置，包含具有转轮(202)和围绕所述转轮布置并且包括多个可调节的导叶(206)的分配器的机械(20)，以及用于确定所述装置的实际净水头(Hn)的器件，其特征在于，该装置还包括：

-计算目标净水头(Hn_final)和影响所述机械(20)的导叶(206)的目标开度(Y_final)的器件，所述目标净水头和所述目标开度被计算，使得由水流(F)施加在所述机械(20)的转轮(202)上的转矩为零并且所述机械以基于电网频率的目标旋转速度(Nc)旋转，

-将目标净水头(Hn_final)与所述机械所经受的实际净水头(Hn)比较的器件，以及

-调整所述导叶(206)的开度以便朝向所述目标开度(Y_final)收敛并且减小在所述目标净水头和所述实际净水头之间的高度差(ε1)的器件。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

-计算所述机械(20)的目标旋转速度(Nc)的器件，

-测量所述机械的实际旋转速度(N)的器件，

-将所述实际旋转速度与所述目标旋转速度比较的器件，

并且调整所述导叶(206)的开度的器件构造成还减小在目标旋转速度(Nc)和实际旋转速度(N)之间的速度差(ε2)。