空載工況下升壓至70%額定電壓附近，通過(guò)逆變滅磁錄取發(fā)電機(jī)端 電壓下降曲線(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)直軸開(kāi)路時(shí)間常數(shù)TdO'進(jìn)行實(shí)測(cè)； 8) 發(fā)電機(jī)在他勵(lì)空載70%額定機(jī)端電壓工況下進(jìn)行開(kāi)環(huán)定角度階躍試驗(yàn)，產(chǎn)生勵(lì)磁 機(jī)勵(lì)磁電壓階躍信號(hào)，錄取勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的變化曲線(xiàn)； 9) 忽略發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)飽和特性，建立39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)電暫態(tài)簡(jiǎn)化模型， 輸入與定角度階躍中勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓一致的階躍形態(tài)，得到勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流響應(yīng)特性，根 據(jù)定角度階躍中勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流變化實(shí)測(cè)曲線(xiàn)，對(duì)39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)空載時(shí)間常數(shù)&進(jìn)行 時(shí)域辨識(shí)； 10) 進(jìn)行機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)方式下閉環(huán)空載大階躍特性實(shí)測(cè)，計(jì)算核電勵(lì)磁系統(tǒng)輸出 限制值； 11) 進(jìn)行機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的自勵(lì)方式下閉環(huán)空載小階躍特性實(shí)測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)作為判斷建 模精度是否合格的依據(jù)； 12) 組合4)、5)、6)、7)、9)和10)的結(jié)果，形成完整的核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)； 13) 建立核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)仿真算例，對(duì)11)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足 預(yù)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)即為合格，若不滿(mǎn)足，則返回步驟4)，以步驟10)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)依次檢查4)、5)、 6)、7)、9)和10)各自結(jié)果的誤差，并做相適當(dāng)調(diào)整，直至滿(mǎn)足預(yù)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)； 14) 匯總勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)辨識(shí)結(jié)果，并且保存相關(guān)計(jì)算校核中間過(guò)程。 實(shí)施例
[0025] 下面以圖2所示的典型核電機(jī)組多相整流自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一 步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所給出的例子。
[0026] 使用本發(fā)明提供的方法對(duì)核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型進(jìn)行實(shí)測(cè)建 模，步驟如下： 步驟一：根據(jù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及發(fā)電機(jī)資料，核對(duì)其設(shè)備是否可以采用圖3的模型所表示， 如果有差別，則進(jìn)行相應(yīng)修改； 步驟二：靜態(tài)下對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行模型參數(shù)實(shí)測(cè)，可以采用典型的時(shí)域辨識(shí)法或者頻 域辨識(shí)法。調(diào)節(jié)器PID參數(shù)在運(yùn)行設(shè)置下整體頻域特性理論計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比如圖4 ; 步驟三：根據(jù)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)空載飽和特性計(jì)算發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓基準(zhǔn)值，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁 電流基準(zhǔn)值、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓基準(zhǔn)值、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)飽和系數(shù)知根據(jù)勵(lì)磁機(jī)負(fù)載特性計(jì) 算勵(lì)磁機(jī)電樞反應(yīng)去磁系數(shù)戽； 步驟四：退出超前滯后環(huán)節(jié)，置調(diào)節(jié)器參數(shù)grvl=6.9, trvl=trv3=ls，trv2 = 5s，進(jìn)行 他勵(lì)空載小階躍試驗(yàn)，如圖5。測(cè)定階躍前后勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓變化量的標(biāo)么值與階躍量比值 即為勵(lì)磁系統(tǒng)開(kāi)環(huán)總增益，除去比例增益grv]即為功率放大移相環(huán)節(jié)增益I s ; 步驟五：發(fā)電機(jī)在他勵(lì)空載工況下升壓至70%額定電壓附近，通過(guò)逆變滅磁錄取發(fā)電 機(jī)端電壓下降曲線(xiàn)，取機(jī)端電壓下降至初值的〇. 368倍時(shí)的時(shí)間間隔為發(fā)電機(jī)直軸開(kāi)路時(shí) 間常數(shù)TdO' ； 步驟六：發(fā)電機(jī)在他勵(lì)空載70%額定機(jī)端電壓下進(jìn)行開(kāi)環(huán)定角度階躍試驗(yàn)，產(chǎn)生勵(lì)磁 機(jī)勵(lì)磁電壓階躍信號(hào)，錄取勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的變化曲線(xiàn)。忽略發(fā)電機(jī)及勵(lì) 磁機(jī)飽和特性，建立發(fā)電機(jī)帶39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)空載簡(jiǎn)化模型如圖6,輸入與定角度階躍中 勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓一致的階躍形態(tài)如圖7,采用時(shí)域辨識(shí)技術(shù)得到4= 0. 428s時(shí)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁 電流仿真特性與實(shí)測(cè)曲線(xiàn)最為接近，如圖8。該0.428 s即為勵(lì)磁機(jī)空載時(shí)間常數(shù)Tj辛識(shí) 值。
[0027] 步驟七：根據(jù)辨識(shí)結(jié)果組合得到核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)總體模型參數(shù)， 進(jìn)行閉環(huán)試驗(yàn)的仿真和實(shí)測(cè)對(duì)比，機(jī)組機(jī)端電壓及勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓仿真與實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果如 圖9 一圖12所示?？梢?jiàn)兩者特性基本一致，說(shuō)明核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)辨識(shí)結(jié)果的正 確性。
[0028] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上述Alstom 39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)建模實(shí)施 例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制在39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)組。盡管參照上述實(shí)施 例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的
【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替 換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
[0029] 以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作 用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模方法，其特征在于：根 據(jù)核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，抽象簡(jiǎn)化出核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài) 穩(wěn)定計(jì)算模型，而后進(jìn)行相應(yīng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，測(cè)試其各分環(huán)節(jié)模型參數(shù)，并通過(guò)對(duì)比實(shí) 測(cè)結(jié)果和仿真結(jié)果的方法校核各環(huán)節(jié)模型參數(shù)精度是否滿(mǎn)足電力系統(tǒng)分析需要。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模方 法，其特征在于：具體包括如下步驟， 步驟101 :輸入核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)中勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、三相可控硅功率放大單元、39相無(wú)刷 勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電機(jī)的物理結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)，形成勵(lì)磁系統(tǒng)初始模型； 步驟102 :根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)初始模型，分析其模型參數(shù)的可辨識(shí)性，對(duì)可辨性高的參數(shù)進(jìn) 行實(shí)測(cè)辨識(shí)，對(duì)可辨性低的參數(shù)進(jìn)行擬合辨識(shí)； 步驟103 :在機(jī)組靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器模型參數(shù)中包括機(jī)端電壓測(cè)量環(huán)節(jié)時(shí)間常 數(shù)Tr、限幅環(huán)節(jié)進(jìn)行參數(shù)實(shí)測(cè)，對(duì)PID環(huán)節(jié)邏輯結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行頻譜特性試驗(yàn)； 步驟104 :根據(jù)靜態(tài)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PID參數(shù)、機(jī)端電壓測(cè)量環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)Tr、 限幅環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)； 步驟105 :根據(jù)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)空載飽和特性計(jì)算發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓基準(zhǔn)值、勵(lì)磁機(jī)勵(lì) 磁電流基準(zhǔn)值、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓基準(zhǔn)值、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)飽和系數(shù)，根據(jù)勵(lì)磁機(jī)負(fù)載特性計(jì) 算勵(lì)磁機(jī)電樞反應(yīng)去磁系數(shù)； 步驟106 :根據(jù)余弦移相原理計(jì)算可控硅功率放大移相環(huán)節(jié)理論增益，并通過(guò)他勵(lì)空 載小階躍試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證； 步驟107 :發(fā)電機(jī)在他勵(lì)空載工況下升壓至70%額定電壓附近，通過(guò)逆變滅磁錄取發(fā) 電機(jī)端電壓下降曲線(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)直軸開(kāi)路時(shí)間常數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)； 步驟108 :發(fā)電機(jī)在他勵(lì)空載低飽和工況下進(jìn)行開(kāi)環(huán)定角度階躍試驗(yàn)，產(chǎn)生勵(lì)磁機(jī)勵(lì) 磁電壓階躍信號(hào)，錄取勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的變化曲線(xiàn)； 步驟109 :忽略發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)飽和特性，建立39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)電暫態(tài)簡(jiǎn) 化模型，輸入與定角度階躍中勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓一致的階躍形態(tài)，得到勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流響應(yīng) 特性，根據(jù)定角度階躍中勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流變化實(shí)測(cè)曲線(xiàn)，對(duì)39相無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)空載時(shí)間常數(shù) 進(jìn)行時(shí)域辨識(shí)； 步驟110 :進(jìn)行機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)方式下閉環(huán)空載大階躍特性實(shí)測(cè)，計(jì)算核電勵(lì)磁系 統(tǒng)輸出限制值； 步驟111 :進(jìn)行機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的自勵(lì)方式下閉環(huán)空載小階躍特性實(shí)測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)作為 判斷建模精度是否合格的依據(jù)； 步驟112 :組合步驟104、步驟105、步驟106、步驟107、步驟109和步驟110的結(jié)果，形 成完整的核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)； 步驟113 :建立核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)仿真算例，對(duì)步驟111的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì) 算結(jié)果滿(mǎn)足預(yù)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)即為合格，若不滿(mǎn)足，則返回步驟104,以步驟111實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)依 次檢查步驟104、步驟105、步驟106、步驟107、步驟109和步驟110各自結(jié)果的誤差，并做 相應(yīng)調(diào)整，直至滿(mǎn)足預(yù)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)； 步驟114 :匯總模型參數(shù)辨識(shí)結(jié)果，并且保存相關(guān)計(jì)算校核中間過(guò)程。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模 方法，其特征在于：在所述步驟106中，他勵(lì)工況采用解開(kāi)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路與勵(lì)磁變 的連接線(xiàn)，改用50Hz380V恒定電壓源作為可控硅陽(yáng)極電源，退出調(diào)節(jié)器超前滯后環(huán)節(jié)，置 PID為純比例加積分環(huán)節(jié)，采用空載小階躍法測(cè)定階躍前后勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓變化量的標(biāo)么 值與階躍量比值，對(duì)可控硅功率放大移相環(huán)節(jié)增益進(jìn)行實(shí)測(cè)，避免超前滯后環(huán)節(jié)暫態(tài)增益 不準(zhǔn)確以及可控硅陽(yáng)極電壓變化對(duì)實(shí)測(cè)結(jié)果的影響。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模方 法，其特征在于：在所述步驟108中，對(duì)勵(lì)磁機(jī)空載時(shí)間常數(shù)進(jìn)行時(shí)域辨識(shí)時(shí)采用了勵(lì)磁機(jī) 勵(lì)磁電壓開(kāi)環(huán)定角度階躍試驗(yàn)技術(shù)去除了電壓閉環(huán)控制對(duì)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流響應(yīng)特性測(cè)量 過(guò)程的干擾。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模方 法，其特征在于：在所述步驟109中，辨識(shí)勵(lì)磁機(jī)空載時(shí)間常數(shù)時(shí)，一般在70%額定機(jī)端電 壓低飽和工況下，勵(lì)磁機(jī)及發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)飽和較輕，一般可近似取飽和系數(shù)為0 ;忽略39相無(wú) 刷勵(lì)磁機(jī)換相電抗，將換相電抗的影響歸并到負(fù)載電流去磁效應(yīng)上去考慮，令定角度階躍 仿真模型大大簡(jiǎn)化。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種核電機(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型實(shí)測(cè)建模方法?；诤穗姍C(jī)組39相自勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)分析用的模型參數(shù)，并在穩(wěn)定分析程序中對(duì)模型精度進(jìn)行校驗(yàn)。本發(fā)明解決了核電機(jī)組多相整流無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)缺乏與實(shí)際相符的計(jì)算模型參數(shù)問(wèn)題，可以有效提高機(jī)電暫態(tài)程序在計(jì)算核電機(jī)組特性時(shí)精度，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。
【IPC分類(lèi)】G05B17-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104730936
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510097137
【發(fā)明人】江偉, 黃文英, 黃道姍, 陳 峰, 余秀月, 黃霆, 楊桂鐘, 吳丹岳, 徐振華, 張健, 施晟
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日