核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力需求不斷增加，能源也相對緊缺，核能是可大規(guī)模替代常規(guī)能源的現(xiàn)代能源，既清潔又經(jīng)濟，同時不受地域的限制。在新型的核電技術(shù)方面，國外已經(jīng)發(fā)展到第三代核電技術(shù)，主要有法國的EPR和美國西屋的AP1000，同時正在研宄第四代核電技術(shù)。我國自主實現(xiàn)了 60萬千瓦壓水堆機組設(shè)計國產(chǎn)化，基本掌握了百萬千瓦壓水堆核電廠的設(shè)計能力，并自主研發(fā)CNP1000及對法國M310技術(shù)進行改進。我國又引進了 AP1000第三代核電技術(shù)，作為今后的核電機組的發(fā)展方向，目前在建的三門、臺山、海陽、大畈等電廠采用這種技術(shù)。
[0003]這種新型核電機組的運行和控制特性與常規(guī)火電機組有很大的不同，為研宄故障擾動下電力系統(tǒng)和核電機組的動態(tài)行為及機網(wǎng)間相互作用和相互影響，建立能準確反應(yīng)新型核電機組調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)特性的仿真模型并提出一套可行的實測技術(shù)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法，根據(jù)核電機組調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，抽象簡化核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)計算模型，而后，進行相應(yīng)的靜態(tài)、動態(tài)試驗，測試其各部件模型參數(shù)，并通過對比實測結(jié)果和仿真結(jié)果的方法校核各部件模型參數(shù)精度是否滿足電力系統(tǒng)分析需要。
[0006]在本發(fā)明實施例中，所述方法具體包括如下步驟，
步驟101:輸入核電機組調(diào)速系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和原動機的物理結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)，形成調(diào)速系統(tǒng)初始模型；
步驟102:根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)初始模型，分析其模型參數(shù)的可辨識性，對可辨性高的參數(shù)進行實測辨識，對可辨性低的參數(shù)進行擬合辨識；
步驟103:對控制系統(tǒng)的模型參數(shù)中包括調(diào)速系統(tǒng)死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率、PID參數(shù)、測量時間常數(shù)、測量環(huán)節(jié)延時，限幅、限速率的環(huán)節(jié)進行靜態(tài)試驗實測；
步驟104:根據(jù)靜態(tài)實測數(shù)據(jù)對調(diào)速系統(tǒng)死區(qū)、轉(zhuǎn)速不等率、PID參數(shù)、測量時間常數(shù)、測量環(huán)節(jié)延時，限幅、限速率的參數(shù)進行辨識；
步驟105:對控制系統(tǒng)的模型參數(shù)中包括變參數(shù)控制、自適應(yīng)控制的環(huán)節(jié)進行擬合辨識；
步驟106:對執(zhí)行機構(gòu)的模型參數(shù)中包括油動機、電液伺服控制、閥門開度測量的環(huán)節(jié)進行靜態(tài)試驗實測； 步驟107:根據(jù)靜態(tài)實測數(shù)據(jù)對執(zhí)行機構(gòu)的油動機、電液伺服控制、閥門開度測量的參數(shù)進行辨識；
步驟108:對原動機的模型參數(shù)中包括高壓汽室容積時間常數(shù)、再熱器時間常數(shù)、連通管時間常數(shù)、高壓缸功率自然過調(diào)系數(shù)的環(huán)節(jié)進行動態(tài)試驗實測；
步驟109:根據(jù)動態(tài)實測數(shù)據(jù)對原動機的高壓汽室容積時間常數(shù)、再熱器時間常數(shù)、連通管時間常數(shù)、高壓缸功率自然過調(diào)系數(shù)的參數(shù)進行辨識；
步驟110:進行機組控制系統(tǒng)的閉環(huán)并網(wǎng)動態(tài)特性實測，測試數(shù)據(jù)作為判斷建模精度是否合格的依據(jù)；
步驟111:組合步驟104、步驟105、步驟107和步驟109的結(jié)果，形成完整的核電機組調(diào)速系統(tǒng)模型參數(shù)；
步驟112:建立核電機組調(diào)速系統(tǒng)仿真算例，對步驟110的實測數(shù)據(jù)進行仿真計算，計算結(jié)果滿足預(yù)定的誤差標準即為合格，若不滿足，則返回步驟103，以步驟110實測數(shù)據(jù)依次檢查步驟104、步驟105、步驟107和步驟109各自結(jié)果的誤差，并做相應(yīng)修改，直至滿足預(yù)定的誤差標準；
步驟113:匯總模型參數(shù)辨識結(jié)果，并且保存相關(guān)計算校核中間過程。
[0007]在本發(fā)明實施例中，在所述步驟107中，為了減少試驗次數(shù)和試驗測點，根據(jù)大階躍的試驗結(jié)果辨識油動機開啟和關(guān)閉時間常數(shù)，根據(jù)小階躍試驗結(jié)果辨識PID的參數(shù)。
[0008]在本發(fā)明實施例中，在所述步驟109中，在原動機控制方式不切換至開環(huán)方式的情況下進行試驗，通過采用開環(huán)混合仿真和線性疊加技術(shù)去除閉環(huán)控制對原動機特性測量過程的干擾，得到典型的原動機實測數(shù)據(jù)。
[0009]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明提供了一種核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法，仿真精度與典型模型參數(shù)相比，大大提高，且有效避免高階模型參數(shù)辨識過程中的多值不確定性問題。因此本發(fā)明可以直接應(yīng)用于電力系統(tǒng)機電暫態(tài)分析平臺，具有重要的工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法的流程圖。
[0011]圖2是本發(fā)明提供的核電機組調(diào)速模型中的控制系統(tǒng)模型圖。
[0012]圖3是本發(fā)明提供的核電機組調(diào)速模型中的執(zhí)行機構(gòu)模型圖。
[0013]圖4是本發(fā)明提供的核電機組調(diào)速模型中的原動機模型圖。
[0014]圖5是本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)模型實測結(jié)果和仿真結(jié)果的對比效果圖。
[0015]圖6是本發(fā)明提供的執(zhí)行機構(gòu)模型實測結(jié)果和仿真結(jié)果的對比效果圖。
[0016]圖7是本發(fā)明提供的原動機模型實測結(jié)果和仿真結(jié)果的對比效果圖。
[0017]圖8是本發(fā)明提供的調(diào)速系統(tǒng)整體模型在下階躍擾動下的實測結(jié)果和仿真結(jié)果的對比效果圖。
[0018]圖9是本發(fā)明提供的調(diào)速系統(tǒng)整體模型在上階躍擾動下的實測結(jié)果和仿真結(jié)果的對比效果圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明一種核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)模型的實測建模方法，根據(jù)核電機組調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，抽象簡化核電機組調(diào)速系統(tǒng)電力系統(tǒng)機電暫態(tài)計算模型，而后，進行相應(yīng)的靜態(tài)、動態(tài)試驗，測試其各部件模型參數(shù)，并通過對比實測結(jié)果和仿真結(jié)果的方法校核各部件模型參數(shù)精度是否滿足電力系統(tǒng)分析需要，該方法的具體實現(xiàn)過程如下，
1)輸入核電機組調(diào)速系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和原動機的物理結(jié)構(gòu)和設(shè)計參數(shù)，形成調(diào)速系統(tǒng)初始模型；
2)根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)初始模型，分析其模型參數(shù)的可辨識性，對可辨性高的參數(shù)進行實測辨識，對可辨性低的參數(shù)進行擬合辨識；
3)對控制系統(tǒng)的模型參數(shù)中的調(diào)速系統(tǒng)死區(qū)，轉(zhuǎn)速不等率、PID參數(shù)、測量時間常數(shù)、測量環(huán)節(jié)延時，限幅、限速率等環(huán)節(jié)進行靜態(tài)試驗實測；
4)根據(jù)靜態(tài)實測數(shù)據(jù)對調(diào)速系統(tǒng)死區(qū)，轉(zhuǎn)速不等率、PID參數(shù)、測量時間常數(shù)、測量環(huán)節(jié)延時，限幅、限速率等參數(shù)進行辨識；
5)對控制系統(tǒng)的模型參數(shù)中的變參數(shù)控制、自適應(yīng)控制等環(huán)節(jié)進行擬合辨識；
6)對執(zhí)行機構(gòu)的模型參數(shù)中的油動機、電液伺