[实用新型]水电机组调速控制仿真系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水电机组仿真技术领域，特别是涉及一种水电机组调速控制仿真系统。

背景技术

对于大型水电通过高压直流输电送出系统，大型水电机组控制与直流控制紧密耦合，其相互协调特性将直接影响电网的安全稳定运行，特别是大型水电机组调速控制系统特性对于系统频率稳定影响重大。而水电机组调速控制系统是一个非线性、非最小相位、复杂的闭环调节系统，由调节对象和调速器组成。调节对象包括：压力引水系统和泄水系统、水轮机、发电机和机组并入运行的电网，是一个将水力过程、机械过程和电气过程综合于一体、彼此密切联系的结构复杂、非线性和参数时变的被控制系统。为了研究直流送端孤岛运行以及异步联网方式下的系统频率特性，急需对水电机组的工作特性进行仿真。

然而，传统的仿真装置一般基于BPA(Bonneville Power Administration，邦纳维尔电力管理)的电力系统仿真软件或PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design/Electromagnetic Transients including DC)设计，PSCAD是一种电磁暂态仿真软件，EMTDC是其仿真计算核心，提供图形操作界面。然而，传统的仿真装置仿真精确度较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对仿真精确度较低的问题，提供一种水电机组调速控制仿真系统。

一种水电机组调速控制仿真系统，包括：

RTDS仿真装置、引水系统及水轮机仿真装置、第一接口设备和第二接口设备；

所述RTDS仿真装置通过所述第一接口设备与水电机组的水轮机调速器相连接，并通过第二接口设备与所述引水系统及水轮机仿真装置相连接；

所述RTDS仿真装置通过第一接口设备接收水轮机调速器发送的仿真数据，并通过第二接口设备将所述仿真数据转发至引水系统及水轮机仿真装置；

所述引水系统及水轮机仿真装置接收所述仿真数据，对引水管道水击效应进行仿真，并通过第二接口设备将引水管道水击效应仿真数据输出至RTDS仿真装置；

所述RTDS仿真装置接收所述引水管道水击效应仿真数据，并对水电机组的频率特性和负荷特性进行仿真。

上述水电机组调速控制仿真系统，通过述RTDS仿真装置与真实的水轮机调速器相连接，根据水轮机调速器发送的仿真数据进行RTDS仿真，并通过引水系统及水轮机仿真装置对引水管道水击效应进行仿真，从而能够模拟真实的水击现象，最终得到水轮机调速系统的频率特性，提高了仿真精确度。

附图说明

图1为一个实施例的水电机组调速控制仿真系统的模块图；

图2为一个实施例的水电机组调速控制仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行说明。

在一个实施例中，本实用新型提供一种水电机组调速控制仿真系统，可包括：

RTDS仿真装置(Real Time Digital Simulator，实时数字仿真仪)、引水系统及水轮机仿真装置、第一接口设备和第二接口设备；

所述RTDS仿真装置通过所述第一接口设备与水电机组的水轮机调速器相连接，并通过第二接口设备与所述引水系统及水轮机仿真装置相连接；

所述RTDS仿真装置通过第一接口设备接收水轮机调速器发送的仿真数据，并通过第二接口设备将所述仿真数据转发至引水系统及水轮机仿真装置；

所述引水系统及水轮机仿真装置接收所述仿真数据，对引水管道水击效应进行仿真，并通过第二接口设备将引水管道水击效应仿真数据输出至RTDS仿真装置；

所述RTDS仿真装置接收所述引水管道水击效应仿真数据，并对水电机组的频率特性和负荷特性进行仿真。

RTDS仿真装置可接入大型水电站中真实的水轮机调速器，真实的水轮机调速器包含不同工况的切换，RTDS仿真装置可通过参数与结构辨识实现与实际装置特性一致的水轮机调速器RTDS建模。该模型可考虑调速器空载、联网、孤岛三种不同运行模式，以及开度和功率两种控制方式，不同运行模式下的PID控制考虑限幅等非线性环节，实现了水轮机调速器控制特性的精确仿真，不同控制方式考虑速率限制、死区等非线性环节。