一种开度模式下一次调频控制方法及相关装置与流程

本发明属于水电机组自动控制，涉及一种开度模式下一次调频控制方法及相关装置。

背景技术：

1、水电机组一次调频有开度模式和功率模式，功率模式以机组功率为反馈，功率控制质量较高；目前水电机组一次调频工作于开度模式下，一次调频性能较差，考核合格率低，产生了大量考核电量，严重影响水电站运行经济性。

2、开度模式下，电网频率超过调速系统频率死区后，一次调频pid开始计算输出，机组导叶反馈与pid计算值产生差异，导叶开始动作，导叶动作量与pid计算值相等时，控制结束，如图3所示。

3、目前水电机组开度模式下，调速器控制反馈为导叶开度(实际为接力器形行程)，接力器通过控制环、拐臂等连接部件与导叶上端连接，导叶开度(接力器行程)调节到位，调节过程结束。控制系统机械部分长时间运行后，机械连接部分磨损增加、间隙增大，接力器与导叶之间机械死区增大导致导叶反馈信号正常，但机组导叶并未真正转动，机组流量未发生变化，机组功率不变，如图4所示。

4、开度模式下，一次调频受控制系统机械死区影响，机组开度反馈正常，但功率响应大幅减小，甚至在小开度动作时，机组功率几乎无变化，严重影响水电机组一次调频性能。

技术实现思路

1、本发明提供一种开度模式下一次调频控制方法及相关装置，以解决现有技术中开度模式下一次调频控制时受机械死区的影响难以准确控制机组功率的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种开度模式下一次调频控制方法，包括以下步骤：

4、建立水电机组导叶开度-功率关系曲线；

5、通过频差计算水电机组对应功率变化大小，并根据功率变化大小得到水电机组的功率给定值；

6、将功率给定值带入导叶开度-功率关系曲线中得到水电机组导叶开度；

7、根据水电机组导叶开度值，通过pid调节水电机组导叶，完成一次调频。

8、第二方面，本发明提供一种开度模式下一次调频控制系统，包括：

9、关系曲线建立模块，用于建立水电机组导叶开度-功率关系曲线；

10、功率给定值计算模块，用于通过频差计算水电机组对应功率变化大小，并根据功率变化大小得到水电机组的功率给定值；

11、导叶开度计算模块，用于将功率给定值带入导叶开度-功率关系曲线中得到水电机组导叶开度；

12、一次调频模块，用于根据水电机组导叶开度值，通过pid调节水电机组导叶，完成一次调频。

13、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。

14、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明公开了一种开度模式下一次调频控制方法及相关装置，通过计算机组开关不同方向上机组导叶开度和功率的关系曲线，机组一次调频调节利用对应的不同曲线可实现机组功率的准确控制，避免了控制系统机械死区在开度模式下对功率的影响。一次调频动作时先计算功率变化量，再通过开关不同曲线计算对应导叶开度，最后通过pid调节机组导叶；在根本上实现了水电机组开度模式下，机组功率的准确控制，避免了控制系统机械死区对机组功率响应的影响，提高水电站的运行效率，降低因功率波动导致的电网故障风险。

技术特征：

1.一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，所述建立水电机组导叶开度-功率关系曲线的步骤，具体包括：测试水电机组不同水头下开方向与关方向的导叶开度与功率，得到开方向的导叶开度-功率关系曲线和关方向的导叶开度-功率关系曲线，水电机组导叶开度-功率关系曲线的关系式为：

3.根据权利要求1所述的一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，所述通过频差计算水电机组对应功率变化大小的步骤中，具体公式如下：

4.根据权利要求3所述的一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，所述根据功率变化大小得到水电机组的功率给定值的步骤中，具体公式如下：

5.根据权利要求2所述的一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，所述将功率给定值带入导叶开度-功率关系曲线中得到水电机组导叶开度的步骤，具体包括：

6.根据权利要求1所述的一种开度模式下一次调频控制方法，其特征在于，所述根据水电机组导叶开度值，通过pid调节水电机组导叶，完成一次调频的步骤，具体包括：根据水电机组导叶开度值y，通过pid调节水电机组导叶，直至导叶开度值y和导叶反馈值相等，完成一次调频；具体公式为：

7.一种开度模式下一次调频控制系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种开度模式下一次调频控制方法及相关装置，属于水电机组自动控制技术领域；建立水电机组导叶开度‑功率关系曲线；通过频差计算机组对应功率变化大小，并根据功率变化大小得到水电机组的功率给定值；将功率给定值带入导叶开度‑功率关系曲线中得到机组导叶开度；根据机组导叶开度值，通过PID调节机组导叶，完成一次调频。本发明一次调频动作时先计算功率变化量，再通过开关不同曲线计算对应导叶开度，最后通过PID调节机组导叶；达到水电机组开度模式下，机组功率的准确控制的目的，避免了控制系统机械死区对机组功率响应的影响。技术研发人员：王春,曹梦林,李泳龙,耿清华,王亮,隆元林,陈凯,叶喻萍,何良超,冯国柱,邓玮琪,黄振宇,唐小勇,吴效先,黄文生受保护的技术使用者：大唐水电科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18