一种水电机组一次调频理论动作电量的计算系统及方法与流程

技术特征：

1.一种水电机组一次调频理论动作电量的计算系统，其特征在于，包括：

电子调节器模型，用于依据频率偏差以及有功功率偏差或者导叶开度偏差得到所述水电机组的目标导叶开度信号，其中，所述频率偏差为频率给定信号减去所述水电机组的频率得到的差值经过死区处理后得到的数值，所述有功功率偏差为给定理论有功功率减去所述水电机组的理论有功功率得到的差值；所述导叶开度偏差为给定导叶开度减去所述水电机组的导叶开度得到的差值；

导叶执行机构模型，用于依据所述目标导叶开度信号得到实际导叶开度信号；

水轮机原动机模型，用于依据所述实际导叶开度信号得到理论有功功率；其中，所述水轮机原动机模型为只考虑刚性水击的理想水轮机模型，所述水轮机原动机模型对应的传递函数关系为：

其中，T_w为水流惯性时间常数；

理论动作积分电量计算模块，用于依据所述理论有功功率、所述理论有功功率对应的时间以及理论动作积分电量关系式得到水电机组一次调频的理论动作积分电量，其中，所述理论动作积分电量关系式为：

$Q_t={\∫}_{t_0}^{t_0+\mathrm{\Δ}t}(P_t-P_0)dt/3600;$

其中，Q_t为所述理论动作积分电量；t₀为频率偏差超过频率死区的时刻；Δt为积分开始后的一次调频过程持续时间，其中，Δt最长不超过60s，超过60s的以60s计算；Pt为所述理论有功功率；P₀为t₀对应的理论有功功率。

2.如权利要求1所述的计算系统，其特征在于，所述电子调节器模型具体用于：

接收频率给定信号以及水电机组的频率，对所述频率给定信号与所述水电机组的频率进行做差处理，并对得到的差值进行死区处理得到所述频率偏差；

对所述频率偏差分别进行第一比例处理和第一微分处理，对应得到第一数值和第二数值；

将有功功率偏差与功率调差系数进行相乘处理或者将导叶开度偏差与开度调差系数进行相乘处理，得到第三数值；

将所述第三数值与所述频率偏差做相加处理，对相加处理得到的结果进行第一积分处理，得到第四数值；

对所述第一数值、所述第二数值以及所述第四数值做相加处理，得到第五数值；

对所述第五数值进行第一限幅处理，得到所述目标导叶开度信号；

所述第一比例处理对应的传递函数为K_p，所述第一微分处理对应的传递函数为所述第一积分处理对应的传递函数为其中，K_p为第一比例增益，K_I为第一积分增益，K_D为第一微分增益，T_1V为第一微分时间常数。

3.如权利要求1所述的计算系统，其特征在于，所述导叶执行机构模型具体用于：

将所述目标导叶开度信号与当前实际导叶开度信号进行做差处理，并对得到的差值分别进行第二比例处理、第二积分处理以及第二微分处理，再将得到的三个数值进行第二限幅处理，并对第二限幅处理得到的结果进行积分，再对积分的结果进行第三限幅处理，得到所述实际导叶开度信号；

其中，所述第二比例处理对应的传递函数为K_p'，所述第二积分处理对应的传递函数为所述第二微分处理对应的传递函数为K_D'S，其中，所述K_p'为第二比例增益，K_I'为第二积分增益，K_D'为第二微分增益。

4.一种水电机组一次调频理论动作电量的计算方法，其特征在于，包括：

电子调节器模型依据频率偏差以及有功功率偏差或者导叶开度偏差得到所述水电机组的目标导叶开度信号，其中，所述频率偏差为频率给定信号减去所述水电机组的频率得到的差值经过死区处理后得到的数值，所述有功功率偏差为给定理论有功功率减去所述水电机组的理论有功功率得到的差值；所述导叶开度偏差为给定导叶开度减去所述水电机组的导叶开度得到的差值；

导叶执行机构模型依据所述目标导叶开度信号得到实际导叶开度信号；

水轮机原动机模型依据所述实际导叶开度信号得到理论有功功率；其中，所述水轮机原动机模型为只考虑刚性水击的理想水轮机模型，所述水轮机原动机模型对应的传递函数关系为：

其中，T_w为水流惯性时间常数；

理论动作积分电量计算模块依据所述理论有功功率、所述理论有功功率对应的时间以及理论动作积分电量关系式得到水电机组一次调频的理论动作积分电量，其中，所述理论动作积分电量关系式为：

$Q_t={\∫}_{t_0}^{t_0+\mathrm{\Δ}t}(P_t-P_0)dt/3600;$

其中，Q_t为所述理论动作积分电量；t₀为频率偏差超过频率死区的时刻；Δt为积分开始后的一次调频过程持续时间，其中，Δt最长不超过60s，超过60s的以60s计算；Pt为所述理论有功功率；P₀为t₀对应的理论有功功率。

5.如权利要求4所述的计算系统，其特征在于，所述依据频率偏差以及有功功率偏差或者导叶开度偏差得到所述水电机组的目标导叶开度信号的过程具体为：

接收频率给定信号以及水电机组的频率，对所述频率给定信号与所述水电机组的频率进行做差处理，并对得到的差值进行死区处理得到所述频率偏差；

对所述频率偏差分别进行第一比例处理和第一微分处理，对应得到第一数值和第二数值；

将有功功率偏差与功率调差系数进行相乘处理或者将导叶开度偏差与开度调差系数进行相乘处理，得到第三数值；

将所述第三数值与所述频率偏差做相加处理，对相加处理得到的结果进行第一积分处理，得到第四数值；

对所述第一数值、所述第二数值以及所述第四数值做相加处理，得到第五数值；

对所述第五数值进行第一限幅处理，得到所述目标导叶开度信号；

所述第一比例处理对应的传递函数为K_p，所述第一微分处理对应的传递函数为所述第一积分处理对应的传递函数为其中，K_p为第一比例增益，K_I为第一积分增益，K_D为第一微分增益，T_1V为第一微分时间常数。

6.如权利要求4所述的计算系统，其特征在于，所述依据所述目标导叶开度信号得到实际导叶开度信号的过程具体为：

将所述目标导叶开度信号与当前实际导叶开度信号进行做差处理，并对得到的差值分别进行第二比例处理、第二积分处理以及第二微分处理，再将得到的三个数值进行第二限幅处理，并对第二限幅处理得到的结果进行积分，再对积分的结果进行第三限幅处理，得到所述实际导叶开度信号；

其中，所述第二比例处理对应的传递函数为K_p'，所述第二积分处理对应的传递函数为所述第二微分处理对应的传递函数为K_D'S，其中，所述K_p'为第二比例增益，K_I'为第二积分增益，K_D'为第二微分增益。