[发明专利]一种水力发电机组并网模式的识别方法及装置

权利要求书

1.一种水力发电机组并网模式的识别方法，其特征在于，包括：

获取水力发电机组的实时运行参数，所述水力发电机组的实时运行参数包括所述水力发电机组的实时频率、发电机的实时输出功率及接力器的实时行程，所述接力器为调速器的执行机构；

根据所述水力发电机组的实时运行参数，获取所述水力发电机组的稳态参数，所述水力发电机组的稳态参数包括所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述发电机的输出功率及所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述接力器的行程；

根据所述发电机的实时输出功率、所述接力器的实时行程及所述水力发电机组的稳态参数，获取所述水力发电机组的加速功率及所述水力发电机组的频率变化率；

获取所述水力发电机组的等效惯性常数，所述水力发电机组的等效惯性常数为所述水力发电机组的加速功率与所述水力发电机组的频率变化率之间的比值；

获取预设的孤立电网频率限值；

获取所述水力发电机组的实时频率超过所述孤立电网频率限值的总时间值；

根据所述水力发电机组的等效惯性常数及所述总时间值，识别所述水力发电机组的并网模式，所述水力发电机组的并网模式为大电网运行模式、异步互联送端电网运行模式、孤立电网运行负荷模式或单机带负荷运行模式；

所述根据所述水力发电机组的实时运行参数，获取所述水力发电机组的稳态参数，包括：

获取所述水力发电机组的频率差，所述频率差为所述水力发电机组的实时频率与所述水力发电机组的频率给定值之间的差值；

获取所述水力发电机组的一次调频死区，所述一次调频死区为电网频率变化在预设范围内的情况下，所述水力发电机组不参与调频的区域；

当所述频率差在所述一次调频死区的区域内时，若所述接力器的行程变化小于1％且持续时间超过预设时长，则从所述水力发电机组的实时频率超出所述一次调频死区的时刻起，获取向前预设时长内所述接力器的行程平均值作为所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述接力器的行程，以及获取向前预设时长内所述发电机的输出功率平均值作为所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述发电机的输出功率；

所述根据所述发电机的实时输出功率、所述接力器的实时行程及所述水力发电机组的稳态参数，获取所述水力发电机组的加速功率及所述水力发电机组的频率变化率，包括：

通过如下公式获取所述接力器的行程增量：

其中，y表示所述接力器的行程增量，Y表示所述接力器的实时行程，Y0表示所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述接力器的行程，Ymax表示所述接力器的最大行程，所述最大行程为所述接力器的设备参数；

通过如下公式获取水轮机的功率增量：

其中，Δpm表示水轮机的功率增量，Tw表示水流惯性的时间常数，s表示拉普拉斯算子；

通过如下公式获取发电机的功率增量：

其中，Δp_e表示发电机的功率增量，P表示所述发电机的实时输出功率，P0表示所述水力发电机组工作在稳态工况下时，所述发电机的输出功率，Pr表示所述发电机的额定有功功率；

通过如下公式获取所述水力发电机组的加速功率：

Δp_a＝Δp_m-Δp_e；

其中，Δp_a表示所述水力发电机组的加速功率；

通过如下公式获取所述水力发电机组的频率变化率：

其中，dx/dt表示所述水力发电机组的频率变化率，f_i表示当前时刻获取的所述水力发电机组的频率，f_i-1为前一个时刻获取的所述水力发电机组的频率，ΔT表示当前时刻与前一个时刻的时间间隔；

所述根据所述水力发电机组的等效惯性常数及所述总时间值，识别所述水力发电机组的并网模式，包括：

根据以下四种情况的判别依据，获取所述水力发电机组的并网模式：

11)若TM＜2Ta，则获取所述水力发电机组的并网模式为单机带负荷运行模式；

12)若2Ta＜TM＜nTa，则获取所述水力发电机组的并网模式为孤立电网运行负荷模式；

13)若TM＞nTa且Tf＞t，则获取所述水力发电机组的并网模式为异步互联送端电网运行模式；

14)若TM＞nTa且Tf＜t，则获取所述水力发电机组的并网模式为大电网运行模式；

其中，TM表示所述水力发电机组的等效惯性常数，Ta表示水力发电机组的机械惯性时间常数，n表示根据电网的不同容量预设的大于2的常数，t表示预设时间阈值，所述总时间值小于所述时间阈值。