[发明专利]水轮机调速系统分段变速率测试方法及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种水轮机调速系统分段变速率测试方法及可读存储介质，所述方法包括如下步骤：分段设置水轮机调速系统的主环PID参数；根据所述主环PID参数搭建电力系统闭环仿真环境；基于所述电力系统闭环仿真环境进行频率扰动试验、频率振荡波形回放试验和调速器一般逻辑测试；根据频率扰动试验、频率振荡波形回放试验和调速器一般逻辑测试的测试结果对所述主环PID参数进行反馈调节。本发明方法提出分段设置水轮机调速系统的主环PID参数，并进行对应的频率扰动试验、频率振荡波形回放试验和调速器一般逻辑测试，可以根据分段结论对水轮机调速器进行调节，从而减缓水轮机组水锤效应的影响，提升超低频振荡抑制能力。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种水轮机调速系统分段变速率测试方法及可读存储介质。

背景技术

近年来，随着我国装机规模的日益增长，电网规模不断扩大，电网建设得到了快速发展，电网结构也发生了很大变化，一是三峡、澜沧江、雅砻江流域等巨型水电站群，大多采用特高压直流方式输送到广东、华东地区，西南电网将通过特高压直流与四川、云南等交流主网形成异步联网方式，存在联网/孤岛运行方式变化，给电网的安全稳定控制带来新的问题。二是西南地区如云南四川水电占比较高，截止2017年3月，四川水电装机超过全省装机的80％，云南水电占全省装机的70％。高占比水电系统的“水锤效应”带来的负阻尼将显著改变现有电网稳定特性，严重时将引起电网频率的超低频振荡。

在水轮机操作导水机构的过程中，由于导叶的突然开启或关闭，使压力钢管内的水流速突然发生改变，引起管道中压力产生反复及急剧变化，这种现象称为水锤。当水锤现象发生时，引起管道及管道上的设备受到很大的压力变化；在带负荷的机组中表现为机组有功功率出现反向调节现象。基于多个电站的调研及数据分析，水轮机组的水锤效应主要出现在导叶启闭快速变化的时间段内，而导叶启闭快速变化主要取决于水轮机调速器控制。

目前水轮机调速器的控制策略还不能满足电网新的变化，如2016年5月南方电网开展云南异步联网整体试验，在进行异步后系统小扰动试验期间，电网出现频率波动，范围在49.9Hz～50.1Hz之间，后采取退AGC、退出各大水电厂一次调频才稳定下来。2012年，锦苏直流孤岛试验中也出现频率异常波动现象，波动周期约14s，幅度达到±0.25Hz。2015年1月，藏中电网系统频率、电压出现异常波动，频率最高波动到52.24Hz，最低到47.63Hz，藏木1号机、2号机出现导叶来回抽动油压持续下降现象，造成两台机事故低油压保护动作跳机。因此，迫切需要从提升水轮机调速器机网协调能力方面来研究相应的对策。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种水轮机调速系统分段变速率测试方法及可读存储介质，以减缓水轮机组水锤效应的影响，提升超低频振荡抑制能力。

第一方面，本发明第一实施例提出一种水轮机调速系统分段变速率测试方法，所述方法包括如下步骤：

分段设置水轮机调速系统的主环PID参数；

根据所述主环PID参数搭建电力系统闭环仿真环境；

基于所述电力系统闭环仿真环境进行频率扰动试验、频率振荡波形回放试验和调速器一般逻辑测试；

根据频率扰动试验、频率振荡波形回放试验和调速器一般逻辑测试的测试结果对所述主环PID参数进行反馈调节。

可选的，所述设置水轮机调速系统的主环PID参数，包括：

在水轮机调速系统的功率模式和开度模式下，将调速器主环PID参数按照选择条件进行分段设置；

在PID的输出增加变速率限制控制指令。

可选的，所述根据所述主环PID参数搭建电力系统闭环仿真环境，包括：

基于便携式电力系统全数字实时仿真系统ADPSS搭建电力系统仿真环境；