水轮发电机组一次调频仿真与参数辨识.pdfVIP

3SHUJIAOLIUYUYINGYONG摄恭交瀛与随 l 。| ll _一0 万天虎 ，何常胜 ，李 华 (1．陕西电力科学研究院，陕西 西安710054；2．西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 710048) 摘 要：对公伯峡水电站4号水轮发 电机组控制系统结构、控制规律及各环节调节特性进行分析，建立了调节系 统数学模型：对4号机一次调频试验过程进行仿真，并利用Matlab参数辨识_T-具箱中非线性最小二乘法对原始参 数进行校验，取得了满意的效果；对水轮机及压力引水系统非线性模型进行改进，使仿真吻合度和参数辨识结果 都得到很大改善。 关键词：水轮发电机组；一次调频；调节系统；仿真；参数辨识 中图分类号：TV734．4；TM761．2 文献标志码 ：A 文章编号：1673-7598(2009)03—0055—04 0 引言 1 水轮机控制系统模型 进行水轮机调节系统仿真，对于水轮机调速系 水轮机控制系统 由水轮机、调速器及压力引水 统安全稳定运行、控制规律优化以及破坏性事故的 系统、发电机和电网等组成，是一个水、机、电三方面 分析都具有重要意义_1l。由于水轮机调节系统相关 相互耦合的综合系统，控制对象具有日摄 性和非线 技术规程和试验导则不完备等问题，使得调节系统 性等复杂特性。水轮机控制系统框图f3l如图1所示。 参数辨识与实测工作进展较慢。水轮机调节控制要 经过多级液压放大，迟滞、惯性环节多，存在水击压 力等诸多影响，使得研究模型不够精确，特别是对机 组并人大 电网后调节系统的一次调节、二次调节特 性数学模型研究较少2[1，因此用于电网稳定计算的 水电机组调节系统数学模型及模型参数辨识是亟待 研究的课题。 图1 水轮机调节系统基本结构 本文采用公伯峡4号机组的试验数据，对用于电 网稳定计算的水电机组调节系统数学模型及模型参 1．1 调速器数学模型 数测量辨识问题进行深入研究，对传统模型进行改 水轮机控制器主要 由微机调节器和电液随动系 进 ，经仿真计算，取得 了比较理想的效果。 统组成。调速器在频率和开度模型下的模型框图如 图2所示。图2中 。为比例增益系数；为积分增益系 图2 微机调速器数学模型 收稿 日期：2008—12—07 作者简介：万天虎 (198O一)，男，硕士，重庆人，从事水电机组参数测试方面的工作。 3＼SHUJIAOLIUYUYINGYONG技术交UIL与妞 ≮j 薯ll0li 等。 仿真，采用了两组参数下的数据来验证模型和参数辨 本文选用公伯峡4号机一次调频试验的数据进行 识方法的正确性及适用性。原始参数如表l所示。 表1 公伯峡4号机一次调频过程原始参数 2．1 原模型与改进后模型仿真及参数辨识的比较 性时问常数 明显优于改进前 ； 、Y辨识值与原始 采用两组不同参数，进行模型改进前后仿真与 值接近，说明改进后模型更合理地反映了水轮机及 实测比较，如图6所示，图中功率为~llX,／值，仿真时间 压力引水系统动态过程。由于改进后模型采用容易 步长 为0．01s。 测量的空