【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于水力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、新型電力系統(tǒng)中，大規(guī)模可再生能源的并網(wǎng)給電網(wǎng)頻率控制帶來了嚴峻考驗，水力發(fā)電便是其中的一種可再生能源，水力發(fā)電是電網(wǎng)中的主力調(diào)節(jié)電源，其一次調(diào)頻特性對電網(wǎng)安全穩(wěn)定意義重大。燈泡貫流式機組由于在低水頭電站中具有良好的適應(yīng)性和經(jīng)濟性，在我國得到了廣泛應(yīng)用。由于水頭低以及流量大，燈泡貫流式機組輸水系統(tǒng)水流慣性普遍較大，一方面大大劣化了水電機組一次調(diào)頻性能；另一方面造成功率反調(diào)占比更大，不僅無法提供有效的頻率支撐，反而會抵消其他機組的正確出力變化，不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
2、相關(guān)技術(shù)中，對于水電機組一次調(diào)頻主要是基于水輪機模型綜合特性曲線，或者采用局部線性化模型模擬水電機組的一次調(diào)頻性能，在一次調(diào)頻過程中，通常是針對某一個工況進行現(xiàn)場試驗，根據(jù)實際的結(jié)果來確定調(diào)頻參數(shù)。
3、針對上述相關(guān)技術(shù)，針對單一工況調(diào)頻且現(xiàn)場試驗調(diào)頻，無法全方位覆蓋所有的工況，而且通過手動改變調(diào)頻參數(shù)，也無法得到最優(yōu)的一次調(diào)頻參數(shù)，使其性能無法達到最優(yōu)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法及系統(tǒng)，能夠覆蓋所有工況，得到最優(yōu)的調(diào)頻參數(shù)，提升一次調(diào)頻的效果。
2、一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，包括：
3、在水電機組的最大水頭和最小水頭之間，取若干特征水頭，計算在不同負荷下以固定頻率擾動時的一次調(diào)頻，得到
4、設(shè)置一次調(diào)頻性能指標約束以及決策變量約束，決策變量為一次調(diào)頻參數(shù)，所述一次調(diào)頻參數(shù)包括調(diào)節(jié)器比例環(huán)節(jié)增益系數(shù)以及調(diào)節(jié)器積分環(huán)節(jié)增益系數(shù)；
5、根據(jù)所述一次調(diào)頻性能指標約束以及所述決策變量約束，隨機生成決策變量組；
6、根據(jù)所述決策變量組、所述一次調(diào)頻性能指標以及一次調(diào)頻性能目標函數(shù)，得到不同的決策變量對應(yīng)的第一目標函數(shù)值；
7、根據(jù)所述決策變量組、所述一次調(diào)頻參數(shù)以及功率反調(diào)性能目標函數(shù)，得到不同的決策變量對應(yīng)的第二目標函數(shù)值；
8、對所述第一目標函數(shù)值以及所述第二目標函數(shù)值進行非支配快速排序和擁擠度評估，以最不利工況作為優(yōu)化的基準工況，得到多個決策變量的父代種群，并將所述父代種群通過遺傳變異，得到子代種群直到迭代次數(shù)達到設(shè)定次數(shù)，得到迭代過程中的最優(yōu)種群；
9、計算所述最優(yōu)種群中每個個體距離原點的歐式距離，選擇距離原點的歐式距離最近的決策變量作為一次調(diào)頻優(yōu)化參數(shù)。
10、可選的，獲取功率反調(diào)量包括：
11、獲取水電機組定槳模型特性曲線；
12、從所述水電機組定槳模型特性曲線中獲取水電機組的運行參數(shù)；
13、根據(jù)所述運行參數(shù)建立流量特性曲線以及力矩特性曲線，并根據(jù)所述流量特性曲線以及所述力矩特性曲線得到任意工況點的單位轉(zhuǎn)速和單位力矩；
14、根據(jù)所述單位轉(zhuǎn)速以及所述單位力矩，計算得到水電機組的有功功率；
15、根據(jù)所述有功功率以及預(yù)設(shè)公式，得到一次調(diào)頻過程中的功率反調(diào)量。
16、可選的，所述根據(jù)所述有功功率以及預(yù)設(shè)公式，得到一次調(diào)頻過程中的功率反調(diào)量包括：
17、在一次調(diào)頻過程中，若為增功率過程，則所述預(yù)設(shè)公式為：
18、pfp＝p0-pmin；
19、若為減功率過程，則所述預(yù)設(shè)公式為：
20、pfp＝pmax-p0；
21、其中，p0為一次調(diào)頻動作前機組的有功功率，pmin為一次調(diào)頻動作過程中的最小功率，pmax為一次調(diào)頻動作過程中的最大功率，pfp為功率反調(diào)量。
22、可選的，所述根據(jù)所述運行參數(shù)建立流量特性曲線以及力矩特性曲線，并根據(jù)所述流量特性曲線以及所述力矩特性曲線得到任意工況點的單位轉(zhuǎn)速和單位力矩包括：
23、所述運行參數(shù)包括單位轉(zhuǎn)速、單位流量以及水輪機效率；
24、根據(jù)所述運行參數(shù)得到在不同的導(dǎo)葉開度以及槳葉開度下的單位流量、單位轉(zhuǎn)速以及水輪機效率，并組成單位流量矩陣以及效率矩陣；
25、根據(jù)所述單位流量矩陣、所述效率矩陣以及力矩矩陣公式，得到單位力矩矩陣；
26、根據(jù)所述單位力矩矩陣、效率矩陣、單位轉(zhuǎn)速以及單位流量建立流量特性曲線以及力矩特性曲線，根據(jù)所述流量特性曲線以及所述力矩特性曲線得到任意工況點的單位轉(zhuǎn)速和單位力矩；
27、所述力矩矩陣公式為：
28、
29、其中，n為槳葉開度線條數(shù)，m為導(dǎo)葉開度線條數(shù)，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...m，k＝1,2,3...p，q11,i,j,k為單位流量矩陣，ηi,j,k為效率矩陣，n11,i,j,k為單位轉(zhuǎn)速，p為每導(dǎo)葉開度線上所讀取的點數(shù)。
30、可選的，所述設(shè)置一次調(diào)頻性能指標約束以及決策變量約束包括：
31、獲取一次調(diào)頻性能指標的標準參數(shù)；
32、設(shè)置所述一次調(diào)頻性能指標小于或等于所述標準參數(shù)作為一次調(diào)頻性能指標約束；
33、獲取預(yù)設(shè)的決策變量的參數(shù)量級，將所述參數(shù)量級作為決策變量約束。
34、可選的，包括：
35、所述一次調(diào)頻性能目標函數(shù)為：
36、
37、其中，kp為調(diào)節(jié)器比例環(huán)節(jié)增益系數(shù)，ki為調(diào)節(jié)器積分環(huán)節(jié)增益系數(shù)，thx為功率滯后時間，t0.9為一次調(diào)頻動作開始至機組有功功率達到90％目標值的時間，ts為一次調(diào)頻動作開始至機組實際有功功率與目標值偏差的絕對值小于5％的時間，thx_s為標準功率滯后時間，t0.9_s為標準功率上升時間，ts-s為標準調(diào)節(jié)時間；
38、所述功率反調(diào)性能目標函數(shù)為：
39、
40、其中，δp0為一次調(diào)頻過程功率擾動量，pfp為功率反調(diào)量。
41、一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
42、第一計算模塊，用于在水電機組的最大水頭和最小水頭之間，取若干特征水頭，計算在不同負荷下以固定頻率擾動時的一次調(diào)頻，得到水電機組在不同工況下的水電機組一次調(diào)頻性能指標，并得到一次調(diào)頻性能指標最大值對應(yīng)的工況，所述一次調(diào)頻性能指標包括功率反調(diào)量、功率滯后時間、功率上升時間以及調(diào)節(jié)時間，將所述一次調(diào)頻性能指標最大值對應(yīng)的工況作為最不利工況，所述工況由水頭、導(dǎo)葉開度以及槳葉開度組成；
43、設(shè)置模塊，用于設(shè)置一次調(diào)頻性能指標約束以及決策變量約束，決策變量為一次調(diào)頻參數(shù)，所述一次調(diào)頻參數(shù)包括調(diào)節(jié)器比例環(huán)節(jié)增益系數(shù)以及調(diào)節(jié)器積分環(huán)節(jié)增益系數(shù)；
44、生成模塊，用于根據(jù)所述一次調(diào)頻性能指標約束以及本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，獲取功率反調(diào)量包括：
3.如權(quán)利要求2所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述根據(jù)所述有功功率以及預(yù)設(shè)公式，得到一次調(diào)頻過程中的功率反調(diào)量包括：
4.如權(quán)利要求2所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述根據(jù)所述運行參數(shù)建立流量特性曲線以及力矩特性曲線，并根據(jù)所述流量特性曲線以及所述力矩特性曲線得到任意工況點的單位轉(zhuǎn)速和單位力矩包括：
5.如權(quán)利要求1所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述設(shè)置一次調(diào)頻性能指標約束以及決策變量約束包括：
6.如權(quán)利要求1所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，包括：
7.燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，所述設(shè)置模塊包括：
9.一種終端設(shè)備，包括存儲
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器加載并執(zhí)行時，采用如權(quán)利要求1至6中任一項所述的優(yōu)化方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，獲取功率反調(diào)量包括：
3.如權(quán)利要求2所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述根據(jù)所述有功功率以及預(yù)設(shè)公式，得到一次調(diào)頻過程中的功率反調(diào)量包括：
4.如權(quán)利要求2所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述根據(jù)所述運行參數(shù)建立流量特性曲線以及力矩特性曲線，并根據(jù)所述流量特性曲線以及所述力矩特性曲線得到任意工況點的單位轉(zhuǎn)速和單位力矩包括：
5.如權(quán)利要求1所述的燈泡貫流式水電機組一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征是，所述設(shè)置一次調(diào)頻性能指標約束以...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：付亮，萬元，潘平衡，唐偉，胡邊，張新華，李橙橙，時志能，姜運，王佩，胡靖遠，劉章進，陳淼，曹旺，王治國，李濤，盧嘉溪，
申請(專利權(quán))人：湖南五凌電力科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。