[发明专利]一种抽水蓄能电站中机组曲线过渡过程特性控制方法

说明书

本发明提供一种抽水蓄能电站中机组曲线过渡过程特性控制方法，包括如下步骤：S1)对曲线进行分区；S2)选择特性控制方法；S3)进行某时刻曲线特性控制预估；S4)，得到下一时刻对应的导叶开度K1以及导叶开度变化量△K；S5)由上一时刻运行工况点P0与导叶开度变化量△K，进行综合判断。本发明的优点为：保证过渡过程控制方法的精度和速度，可广泛地应用于抽水蓄能电站设计和运行中，更好地为工程服务。

技术领域

本发明涉及抽水蓄能电站工程技术领域，具体涉及一种抽水蓄能电站中机组曲线过渡过程特性控制方法。

背景技术

为了提高电网的稳定性，近年来抽水蓄能电站大规模建设。在抽水蓄能电站的设计阶段，需要对其进行过渡过程分析，以复核电站的运行安全。而抽水蓄能电站过渡过程分析的一大难点即是其可逆式机组曲线特性控制问题。

抽水蓄能电站可逆式机组与常规水电站混流式机组的水力特性有很大的区别。对于混流式机组特性曲线，曲线斜率较为平缓，在过渡过程分析时，采用N11纵向插值即可得到较好的结果。但是，对于可逆式机组特性曲线，可逆式水轮机存在两个不稳定区(也称S区)，由于S区内等开度线具有多值性、垂直性和逆向性，若使用在混流式水轮机特性曲线中常用的纵向插值法，会造成严重的插值失真。

对于可逆式机组曲线过渡过程特性控制方法，目前常用的方法为叔特变换法和正交插值法。叔特变换法最初用于水泵过渡过程分析，其主要目的并非是要解决插值问题，而是要解决水泵过渡过程中水头波动可能跨零时出现的困难，并不能很好地解决插值失真问题。正交插值法是直接在N11-Q11全特性曲线组中沿曲线正交线方向进行插值，这个方法实际上也解决了N11纵向或Q11横向插值可能出现的多值性问题，但是由于过渡过程计算步长一般取值很小，在每个时间步长下都需要根据新的导叶开度进行正交插值得到机组稳定运行工况点，因此采用正交插值法会大大增加分析控制难度，严重影响分析控制效率。

随着抽水蓄能电站输水发电系统的复杂化和大型化，对水电站进行快速准确的过渡过程计算是十分有必要的，且高精度快速的过渡过程仿真计算可应用到抽水蓄能电站的实时仿真监测中，具有很高的应用价值。因此，如何快速准确地对机组曲线进行特性控制，对抽水蓄能电站的设计及运行指导具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是一种抽水蓄能电站中机组曲线过渡过程特性控制方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种抽水蓄能电站中机组曲线过渡过程特性控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1)对机组曲线进行分区

机组曲线主要是不同导叶开度下的机组单位流量、单位转速所形成的抽蓄机组特有的水力特性曲线，按照曲线的曲率半径将特性曲线划分为三种不同的区域：纵向插值区、正交插值区和横向插值区，将三种分区的特性曲线数据存储；

S2)选择特性控制方法

根据不同的分区选择不同的特性控制方法；特性控制是在两条等开度线之间进行；由当前时刻对应的导叶开度K₀插值形成相应的曲线；

对于纵向插值区的控制，选择垂直于N11轴的直线作为插值线，纵向插值的公式为：N_新＝N_内；Q_新＝Q_内+(Q_外-Q_内)×(K₀-K_内)/(K_外-K_内)；其中，N_新为插值曲线的单位转速，Q_新为插值曲线的单位流量，N_内为纵向插值线与内侧曲线的交点的横坐标，Q_内为纵向插值线与内侧曲线的交点的纵坐标，Q_外为纵向插值线与外侧曲线的交点的纵坐标；