一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法及装置与流程

本发明涉及电力系统调控，尤其涉及一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法及装置。

背景技术：

1、抽水蓄能电站具有调峰、填谷、调频、调相及事故备用等功能，是目前公认的容量大、经济性最好并且技术最为成熟的储能方式，是确保电网安全稳定运行的最为有效的手段之一。传统的抽水蓄能电站采用定速抽水蓄能，定速抽水蓄能机组的转速是固定的，无法根据电网运行条件进行灵活调整，在运行灵活性上受限；而变速抽水蓄能电站能通过调节转速变化释放机组的动能，通过将变速抽水蓄能电站应用到电网中，能提高机组运行灵活性，解决传统定速抽水蓄能带来的转速不可调节问题，提高电网运行稳定性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法及装置，能解决传统定速抽水蓄能带来的转速不可调节问题，以及转速不可调整节带来的电网运行波动问题，提高电网运行稳定性。

2、本发明一实施例提供一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，包括：

3、获取双馈变速抽水蓄能系统的水轮机当前运行参数、水轮机初始运行参数、功率参数以及预设转速调整系数；其中，水轮机当前运行参数包括：水轮机当前转速、水轮机当前水头以及水轮机当前流量；所述水轮机初始运行参数包括：水轮机初始转速；所述功率参数包括：当前功率以及上一调整时刻下功率；

4、根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量；

5、根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速；

6、根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，并控制水轮机以最优转速运行。

7、进一步地，所述根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量，包括：

8、根据当前功率以及上一调整时刻下功率确定功率变化量；

9、根据水轮机当前转速、水轮机当前水头以及水轮机当前流量确定水轮机当前运行效率；

10、根据预设转速调整系数、水轮机当前运行效率、功率变化量和水轮机当前转速确定转速调整量。

11、进一步地，所述水轮机初始运行参数还包括：水轮机最大转速和水轮机最小转速；

12、所述根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速，包括：

13、根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待核验转速；

14、在水轮机待核验转速满足预设约束条件时，将水轮机待核验转速作为水轮机待调整转速；其中，所述预设约束条件包括：水轮机待核验转速不小于水轮机最小转速，且水轮机待核验转速不大于水轮机最大转速；

15、在水轮机待核验转速不满足预设约束条件时，执行水轮机待核验转速更新操作，直至水轮机待核验转速满足预设约束条件时，将水轮机待核验转速作为水轮机待调整转速；

16、其中，水轮机待核验转速更新操作包括：

17、在水轮机待核验转速大于水轮机最大转速时，以水轮机最大转速赋值给水轮机待核验转速；

18、在水轮机待核验转速小于水轮机最小转速时，以水轮机最小转速赋值给水轮机待核验转速；

19、以衰减系数对预设转速调整系数进行修正，得到修正转速调整系数；

20、根据修正转速调整系数、水轮机当前运行效率、功率变化量和水轮机待核验转速计算修正转速调整量；

21、根据修正转速调整量和水轮机待核验转速计算修正水轮机待核验转速，并将修正水轮机待核验转速赋值给水轮机待核验转速。

22、进一步地，所述根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，包括：

23、根据当前功率以及上一调整时刻下功率确定功率变化量；

24、在功率变化量的绝对值小于预设功率变化阈值时，将当前水轮机待调整转速作为水轮机最优转速。

25、进一步地，还包括：

26、获取双馈变速抽水蓄能系统的双馈电机的电力基础参数和当前电力参数；其中，所述电力基础参数包括：发电机定子电阻、发电机转子电阻、定子与转子绕组间的互感、定子绕组自感、转子绕组自感、极子对数、转子侧电压参考值、转子侧电流参考值、网侧无功功率参考值、变流器电容电压参考值、网侧电流参考值和网侧电压参考值；当前电力参数包括：定子电流、定子电压、同步电角速度和电角速度；

27、根据所述电力基础参数构建双馈电机动态响应模型；其中，所述双馈电机动态响应模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程；

28、根据当前电力参数和双馈电机动态响应模型对双馈变速抽水蓄能系统的定子侧输出功率和转子侧输出功率进行控制。

29、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；

30、本发明一实施例对应提供了一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，包括：数据获取模块、待调整转速确定模块以及转速调整模块；

31、所述数据获取模块，用于获取双馈变速抽水蓄能系统的水轮机当前运行参数、水轮机初始运行参数、功率参数以及预设转速调整系数；其中，水轮机当前运行参数包括：水轮机当前转速、水轮机当前水头以及水轮机当前流量；所述水轮机初始运行参数包括：水轮机初始转速；所述功率参数包括：当前功率以及上一调整时刻下功率；

32、所述待调整转速确定模块，用于根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量；根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速；

33、所述转速调整模块，用于根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，并控制水轮机以最优转速运行。

34、进一步地，所述根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量，包括：

35、根据当前功率以及上一调整时刻下功率确定功率变化量；

36、根据水轮机当前转速、水轮机当前水头以及水轮机当前流量确定水轮机当前运行效率；

37、根据预设转速调整系数、水轮机当前运行效率、功率变化量和水轮机当前转速确定转速调整量。

38、进一步地，所述水轮机初始运行参数还包括：水轮机最大转速和水轮机最小转速；

39、所述根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速，包括：

40、根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待核验转速；

41、在水轮机待核验转速满足预设约束条件时，将水轮机待核验转速作为水轮机待调整转速；其中，所述预设约束条件包括：水轮机待核验转速不小于水轮机最小转速，且水轮机待核验转速不大于水轮机最大转速；

42、在水轮机待核验转速不满足预设约束条件时，执行水轮机待核验转速更新操作，直至水轮机待核验转速满足预设约束条件时，将水轮机待核验转速作为水轮机待调整转速；

43、其中，水轮机待核验转速更新操作包括：

44、在水轮机待核验转速大于水轮机最大转速时，以水轮机最大转速赋值给水轮机待核验转速；

45、在水轮机待核验转速小于水轮机最小转速时，以水轮机最小转速赋值给水轮机待核验转速；

46、以衰减系数对预设转速调整系数进行修正，得到修正转速调整系数；

47、根据修正转速调整系数、水轮机当前运行效率、功率变化量和水轮机待核验转速计算修正转速调整量；

48、根据修正转速调整量和水轮机待核验转速计算修正水轮机待核验转速，并将修正水轮机待核验转速赋值给水轮机待核验转速。

49、进一步地，所述根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，包括：

50、根据当前功率以及上一调整时刻下功率确定功率变化量；

51、在功率变化量的绝对值小于预设功率变化阈值时，将当前水轮机待调整转速作为水轮机最优转速。

52、进一步地，还包括电机调控模块；

53、所述电机调控模块，用于获取双馈变速抽水蓄能系统的双馈电机的电力基础参数和当前电力参数；其中，所述电力基础参数包括：发电机定子电阻、发电机转子电阻、定子与转子绕组间的互感、定子绕组自感、转子绕组自感、极子对数、转子侧电压参考值、转子侧电流参考值、网侧无功功率参考值、变流器电容电压参考值、网侧电流参考值和网侧电压参考值；当前电力参数包括：定子电流、定子电压、同步电角速度和电角速度；根据所述电力基础参数构建双馈电机动态响应模型；其中，所述双馈电机动态响应模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程；根据当前电力参数和双馈电机动态响应模型对双馈变速抽水蓄能系统的定子侧输出功率和转子侧输出功率进行控制。

54、通过实施本发明具有如下有益效果：

55、本发明提供了一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法及装置，该方法通过获取双馈变速抽水蓄能系统的水轮机当前运行参数、初始运行参数、功率参数和预设转速调整系数，进而根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量，再根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速，根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，并控制水轮机以最优转速运行；通过获取双馈变速抽水蓄能系统的运行参数和功率参数，基于功率参数对水轮机的转速进行动态调整，使得转速根据系统运行状态动态调整，并以最优转速运行，能解决传统定速抽水蓄能带来的转速不可调节问题，以及转速不可调整节带来的电网运行波动问题，提高电网运行稳定性。

技术特征：

1.一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，其特征在于，所述根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量，包括：

3.如权利要求2所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，其特征在于，所述水轮机初始运行参数还包括：水轮机最大转速和水轮机最小转速；

4.如权利要求3所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，其特征在于，所述根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，包括：

5.如权利要求4所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法，其特征在于，还包括：

6.一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，其特征在于，包括：数据获取模块、待调整转速确定模块以及转速调整模块；

7.如权利要求6所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，其特征在于，所述根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量，包括：

8.如权利要求7所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，其特征在于，所述水轮机初始运行参数还包括：水轮机最大转速和水轮机最小转速；

9.如权利要求8所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，其特征在于，所述根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，包括：

10.如权利要求9所述的一种双馈变速抽水蓄能系统的调控装置，其特征在于，还包括电机调控模块；

技术总结
本发明公开了一种双馈变速抽水蓄能系统的调控方法及装置，所述方法包括：获取双馈变速抽水蓄能系统的水轮机当前运行参数、水轮机初始运行参数、功率参数以及预设转速调整系数；其中，水轮机当前运行参数包括：水轮机当前转速、水轮机当前水头以及水轮机当前流量；所述水轮机初始运行参数包括：水轮机初始转速；所述功率参数包括：当前功率以及上一调整时刻下功率；根据水轮机当前运行参数、预设转速调整系数和功率参数确定转速调整量；根据转速调整量和水轮机初始运行参数确定水轮机待调整转速；根据水轮机待调整转速和功率参数确定水轮机最优转速，并控制水轮机以最优转速运行。

技术研发人员：刘梓宁,王延纬,李诗旸,林建熙,付超,王馨尉,刘宇明,陈兴华,朱泽翔,陈锦昌,朱思婷,李新超,吴为,谢宇翔,欧雅雯
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5