抽水蓄能機組調(diào)速系統(tǒng)精細化建模與控制優(yōu)化.pdf

1、抽水蓄能電站以其緊急事故備用、負荷跟蹤和調(diào)頻調(diào)相等快速響應(yīng)的特性，在電網(wǎng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)系統(tǒng)負荷、促進電力系統(tǒng)節(jié)能減排和維護系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的功能，逐步成為解決電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷問題以及保證電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)可靠運行的有效經(jīng)濟現(xiàn)實手段。抽水蓄能機組具有水泵和水輪機雙向運行、工況轉(zhuǎn)換頻繁和水力特性復(fù)雜等特點，其調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個水、機、電耦合的復(fù)雜非最小相位非線性系統(tǒng)，這給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建模仿真和控制優(yōu)化帶來了極大的困難。
　　本文首先研究了帶有彈性管道、

2、調(diào)壓井、閥門和水泵水輪機的過水系統(tǒng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精細化建模，引入了電路等效原理實現(xiàn)了水力分析到電路分析的過渡，這種模型仿真精度高，能適用于過水管道變空間步長的仿真計算。針對水泵水輪機全特性曲線插值問題，引入改進Suter變換描述方法解決了開度線交叉、聚集的問題，并提出了一種適用范圍更廣的水頭計算方法解決了改進Suter變換水頭求解的局限性。然后結(jié)合抽水蓄能機組調(diào)速系統(tǒng)建模機理及仿真算法的研究，搭建了包含有壓過水系統(tǒng)、水泵水輪機、發(fā)電電動機和

3、水泵水輪機調(diào)速器的調(diào)速系統(tǒng)精細化仿真計算模型，提出了抽水蓄能調(diào)速系統(tǒng)水機電聯(lián)合仿真模型的仿真算法流程。為了探求抽水蓄能機組調(diào)速系統(tǒng)小波動過程的動態(tài)特性及控制參數(shù)優(yōu)化，提出了小信號線性模型實現(xiàn)過水系統(tǒng)簡化計算，并通過相關(guān)試驗分析驗證了小信號線性模型的優(yōu)勢。
　　為了提高抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，實現(xiàn)機組運行的控制優(yōu)化，本文開展了調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜工況轉(zhuǎn)換的仿真研究，全面的分析了調(diào)速系統(tǒng)在工況轉(zhuǎn)換過程中的調(diào)節(jié)控制作用。深入研究了抽水蓄