谭波[1]2013年在《大型抽水蓄能机组实时动态仿真模型的研究》文中研究指明抽水蓄能发电技术是近现代水电技术发展的主要方向之一，抽水蓄能机组同时兼具发电和抽水两种功能，具有水电设备启停快速和调节灵活的优点，能有效地应对负荷的变化，已成为现代电力系统中承担负荷调节的主力机组。在负荷调节的要求及电力工业技术不断进步的推动下，抽水蓄能机组建设也日趋大型化，单台机组的容量、参数、自动化程度、复杂程度等都逐步提高。因此，对机组运行操控人员的操作技能及事故应急处理能力的要求就更为严苛。所以，对大型机组的运行操控人员进行有效的培训就尤为重要。计算机仿真技术是一种以工业过程为对象的分析研究方法，在抽水蓄能机组的设计、研制、调试和运行等各阶段发挥着重要的作用。建立水泵水轮机及发电电动机等主要过程设备实时动态数学模型是建立用于运行操控人员培训的抽水蓄能机组仿真系统的基础。所以，本文重点研究了抽水蓄能机组实时动态仿真模型的建模方法。本文介绍了抽水蓄能电站的主要结构和机组的主要工作原理，并基于STAR-90仿真支撑平台研究了抽水蓄能机组系统模块化分解和集成方法及其流体网络和潮流网络模型。基于全特性曲线的改进SUTER曲线最小二乘法拟合模型的修正方法建立了水泵水轮机数学模型，并基于特征线性方程弹性水击模型建立了输水系统数学模型；分别用自然坐标系和旋转坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程及运行方程以及状态方程等建立了发电电动机在抽水工况下的同步电动机动态数学模型。最后，本文以天荒坪抽水蓄能电站现场实际机组甩负荷过渡过程的试验实测资料以及发电电动机的实际参数为对比对水力机械系统及SFC静态变频调速系统启动控制下的发电电动机实时动态模型进行了验证。以本文所建立的实时动态模型为核心，成功研制了国内首台大型（6×300MW）抽水蓄能机组实时仿真培训系统（浙江天荒坪抽水蓄能公司），该系统通过测试验收，已交付用户使用。
刘竹青[2]2000年在《抽水蓄能机组全范围仿真机的研究》文中指出本文提出了抽水蓄能机组全范围仿真机的总体设计原则及方案。对基于微机和以太网组成的分布式结构的全范围仿真机的计算机系统，设计了其硬件体系结构、软件系统配置和实时通信网络，并给出了网络的实时通信协议。在总结符合水力装置系统仿真特点的对象建模思想的基础上，运用UML对水力装置系统对象框架进行了分析和设计，提出了基于消息传递的仿真类属框架，并扩展出符合特定要求的类。分析并探讨了内特性台在抽水蓄能机组全范围仿真机上的应用，并给出了各种典型的过渡过程与工况切换的仿真数学模型。以水力装置系统的仿真类属框架为基础，建立了抽水蓄能机组水力装置系统的仿真模型，编制了仿真软件，对十三陵抽水蓄能机组水力装置系统典型的过渡过程和工况切换进行了仿真计算；最后展望了十三陵抽水蓄能机组全范围仿真机的开发前景。
刘竹青, 常近时[3]2000年在《抽水蓄能机组全范围仿真机的软件系统》文中研究说明针对基于微机的客户机服务器体系的抽水蓄能机组全范围仿真机 ,结合当前计算机软件技术和抽水蓄能机组仿真技术 ,研究了该仿真机的软件系统。以十三陵抽水蓄能电站 1号机组为参考机组 ,提出了该机组全范围仿真机软件系统的配置方案
林锦泽, 丘伟甫, 资伟娜, 徐广文, 冯源[4]2008年在《抽水蓄能电站仿真机研究》文中指出抽水蓄能电站在电网运行及电力供应中发挥着调峰填谷、紧急事故应用、调频、调相的作用,因此开发抽水蓄能电站仿真机,可以有效的保证电网安全、可靠、稳定运行和预先培训运行人员,减少因人员操作不当引起的电站故障。总结了国内外抽水蓄能电站仿真机的研究进展,并介绍了抽水蓄能电站仿真机的研究方向。
何峰[5]2007年在《基于PCC的蓄能机组调节系统对象实时仿真系统研究》文中研究指明随着抽水蓄能电站在电力系统中的作用逐渐被重视，我国已经进入了抽水蓄能电站快速发展阶段，但是抽水蓄能机组调速器基本上都是依赖进口，所以研究开发一套抽水蓄能机组调节系统对象实时仿真和测试系统以配合我国抽水蓄能机组调速器的研究十分必要。 本文采用可编程计算机控制器PCC(Progranmable Computer Controller)作为硬件平台，通过建立抽水蓄能机组的数学模型，利用C语言编程，研发了基于PCC的蓄能机组调节系统对象实时仿真系统。该系统由B&R 2003系列、面板PP120、PC机及其对应软件组成，实现水轮机调节对象实时仿真、现场测试及数据分析处理。结合抽水蓄能机组微机调速器，采用某电站真实参数，进行了测试验证。结果表明，该系统有效地提高了数据采集和传输的实时性和可靠性，为抽水蓄能机组调节系统进行迅速、准确的调整提供了便捷的方法。
周坤, 王自岭[6]2010年在《抽水蓄能电站仿真系统的设计与开发》文中研究指明对抽水蓄能电站仿真系统的设计与开发进行了论述,介绍了仿真机的设计原则,从电气系统、机械系统和控制系统三方面介绍了仿真范围,通过硬件构造介绍了系统的结构。仿真系统功能齐全,结构清晰简单,可扩展性好,硬件软件通用性好,培训和维护费用较低且易实现一机多模,能够满足运行人员的各种培训需要。
高慧敏[7]2006年在《核电站与抽水蓄能电站的数学建模及联合运行研究》文中研究表明随着社会经济的发展，电力需求不断增加，能源也相对紧缺。核能是可大规模替代常规能源的现代能源，既清洁又经济，不受地域的限制。为了节约能源和减少能源的运输费用，大容量超临界的火电机组和核电机组大量投入运行，我国核电机组在未来二十年将有较大的增长。另一方面全国各电网负荷峰谷差不断增大，电网调峰问题日益突出。高参数、大容量的火电机组或核电机组，由于自身的运行条件和经济性，只能带基荷和少量腰荷。一些中小型火电机组和水电机组承担调峰任务，效率偏低，经济性较差。抽水蓄能电站能够削峰填谷，提高火电设备利用率和运行效率，而且还可以进行负荷跟踪或作为旋转备用。为了解决系统调峰问题，提高系统的经济性和可靠性，抽水蓄能电站也将有较大的增长。在这种情况下，系统的安全稳定问题日趋复杂，发生大事故时的持续时间都很长，不能仅仅考虑暂态稳定问题，还应该考虑电力系统中长期稳定问题。在电力系统暂态稳定分析中，已计及汽轮机、水轮机、调速器、励磁调节器、发电机模型，但不模拟锅炉、水力系统、核电站反应堆等模型。对于电力系统中长期稳定分析来说，核电站和抽水蓄能电站的慢动态特性对于电力系统的中长期稳定分析有较大的影响，如核电站很多附属设备对于电力系统的频率、电压有较高的要求，可能由于电力系统频率、电压问题导致核电站停机。抽水蓄能电站中的水击作用对于调速器的动作有反作用，而且输水管道很容易发生频率振荡，可能造成电力系统不稳定。因此有必要对核电站和抽水蓄能电站进行详细模拟，以研究核电站、抽水蓄能电站与电力系统间的相互作用和相互影响，研究电力系统中长期稳定的相关问题。抽水蓄能电站常常配合核电站运行，以提高核电站的经济性和安全性。随着核电站和抽水蓄能电站比重的增加，核电站和抽水蓄能电站配合的容量比例必须进行较准确的优化计算，而不能按照经验估计来确定。为了使整个电力系统更灵活、安全、经济可靠运行，研究水电、核电站、火电站的联合优化运行是很有必要的。本论文主要针对核电站和抽水蓄能电站建模以及联合优化运行中存在的一些问题，进行较深入的研究，并取得了一些有价值的成果，主要包括以下几个方面：(1)以田湾核电站为例，基于PSS／E及其Matlab-Simulink接口程序建立了适合于电力系统分析的压水堆核电站详细模型，该模型包括一回路的堆芯中子动力学模块、堆芯热力学模块、蒸汽发生器模块、冷却剂泵、反应堆功率控制模块，用传递函数框图表示，可对每个模块单独调试修改，增加了该模型的直观性和可移植性。通过与PSS／E的接口，可进行单机或多机大型电力系统的联合仿真。(2)在建立的压水堆核电站详细数学模型的基础上，对压水堆核电站各个模块进行了仿真分析，验证了模型的正确性，分析了核电站各个模块的响应特性。以单机无穷大系统和江苏电网为例，分析了核电站与电力系统问的相互影响。(3)利用PSS／E的用户自定义模型，建立了常规水电站和抽水蓄能电站详细模型，可以仿真不同工况点、不同输水系统下、工况转换或大扰动时水电站和抽水蓄能电站的动态特性。其中水轮机模型包括简化非线性解析模型，基于模型综合特性曲线的线性化模型，基于内特性解析方程的线性化模型，可逆水轮机改进SUTER曲线模型；输水管道模型包括单管刚性水击模型，单管弹性水击模型和复杂输水管道自动建模模型。复杂输水管道自动建模模型是以基于特征线方程的弹性水击模型为基础，对主要部件如调压井、岔管、转轮边界等模型与管系的连接引入了控制节点和计算节点，可对各种形式的复杂输水系统实现自动建模。该模型详细描述了复杂输水系统的动态特性，考虑了管壁和水流的弹性影响，计及了复杂管道之间的耦合作用，可计算不同的复杂输水系统而无需重新编程，减少了工作量，增加了程序的灵活性和可移植性。(4)在建立的常规水电站和抽水蓄能电站详细模型的基础上，对不同水轮机模型，不同输水管道模型对于电力系统暂态分析和小扰动分析的影响和适用范围进行了对比研究。(5)介绍了核电站和抽水蓄能电站的联合规划和运行情况，提出了一种实现抽水蓄能机组与火电机组短期联合优化运行的方法，并采用PSS／E的OPF模块和IPLAN接口语言实现。该方法考虑了网络损耗和抽水蓄能电站的工况特性，与常规扩展等微增率法和随机生产模拟进行了比较，结果表明所采用的方法是有效的，可用于大型电力系统的水火电联合优化调度。
谭波, 张荣, 王江淮[8]2011年在《基于物理机理建模的抽水蓄能机组仿真研究》文中指出介绍了基于物理机理原则开发的STAR-90仿真支撑平台,并基于此平台建立了抽水蓄能机组全范围仿真系统中的水泵水轮机数学模型、发电电动机数学模型、励磁机数学模型以及限时调节控制方式和限压调节控制方式下的调节控制模型,并介绍了抽水蓄能电站各种运行工况及其相互间的转换;在STAR-90仿真支撑平台上动态运行上述模型得出了仿真结果,仿真结果与实际机组运行工况一致,完全满足抽水蓄能电站运行人员的培训要求。
邵卫云[9]2004年在《带MGV装置的抽水蓄能过渡过程仿真及其应用》文中进行了进一步梳理抽水蓄能电站在电力系统中所占的地位越来越重要，抽水蓄能机组的发展也趋于高水头化、大容量化。在异常情况下，水轮机甩负荷所引起的压力升高和机组转速的上升，对抽水蓄能电站整个输水系统的稳定性以至于整个电站的运行安全会产生更大的威胁。为此，本文对导叶不同步装置的工作原理和理论、抽水蓄能过渡过程仿真模型和水轮机甩负荷工况蜗壳进口压力的水力特性进行了全面的分析和研究。 首先，本文提出了基于曲面拟合的水泵水轮机全特性曲线的新变换方法，消除了Suter变换及其修正方法中的一些缺陷，实现了同一过渡过程仿真程序中从全开到全关(或从全关到全开)的各种水力瞬变过程的计算。移动最小二乘(MLS)近似是基于无网格化和局部近似的全局近似方法。文中通过对移动最小二乘近似的基函数、权函数以及相关参数的对比和探讨，选定了适宜于全特性曲线拟合的函数和参数范围，以局部近似完成了全特性曲面的全局近似，更好地拟合出了曲线局部区域的变化，取得了更高的拟合精度。 其次，本文基于叶片式水力机械的内特性解析法和水泵水轮机的外特性曲线，对抽水蓄能电站中导叶不同步装置(MGV装置)对“S”特性的影响进行了理论分析和公式推导，得出了MGV装置投入后水轮机区和反水泵区流量特性和力矩特性的数学描述表达式、水轮机制动区特征工况点的经验公式，并在此基础上给出了MGV装置投入后上述区域内新的全特性曲线的绘制框图。此外，对MGV装置稳定空载运行和降低水轮机效率的机理进行了定性分析。 再次，抽水蓄能电站过渡过程仿真计算是抽水蓄能电站设计阶段和运行阶段保证电站运行安全的重要手段。本文基于水力瞬变的特征线法和MGV装置的原理，给出了带MGV装置的抽水蓄能过渡过程仿真计算框图，并开发出了相应的通用程序，在工程实践中得到了初步的应用。 再再次，在上文所作研究的基础上，本文对抽水蓄能电站中水轮机甩负荷工况蜗壳进口压力的水力特性进行了理论分析。重点在于：MGV装置未投入时，不同导叶关闭规律以及不同关闭规律斜率对蜗壳进口压力双峰特性的影响;MGV装置投入后，MGV装置延时投入时间的长短、附加开度的变化规律和抽水蓄能电站水头对蜗壳进口压力双峰特性的影响;MGV装置降低蜗壳进口压力最大峰值的作用。此外，提出了降低蜗壳进口压力的措施。 最后，本文利用天荒坪抽水蓄能电站和桐柏抽水蓄能电站的有关参数，对上述的有关理论和模型进行了验证分析。对比结果表明，本文的理论和结论是合理的，对工程实践有一定的指导和参考价值。关键词:水泵水轮机全特性，移动最小二乘近似，导叶不同步装置(MGV装 置)，过渡过程仿真计算，蜗壳进口压力，水力特性
张照彦, 高叔开, 张聪师, 梁保龙[10]2009年在《基于STAR-90仿真平台的抽水蓄能机组模型》文中指出首先介绍了STAR-90仿真平台,然后详细描述了抽水蓄能电站中水泵水轮机数学模型、发电/电动机数学模型及励磁机的数学模型。文中讨论了抽水蓄能电站调节控制模型,其分为限时调节控制方式和限压调节控制方式,并介绍了抽水蓄能电站各种运行工况以及它们之间的转换。最后在STAR-90仿真平台上运行得出仿真结果,该结果基本符合现场的运行工况,完全满足抽水蓄能电站运行人员的培训要求。
参考文献：
[1]. 大型抽水蓄能机组实时动态仿真模型的研究[D]. 谭波. 华北电力大学. 2013
[2]. 抽水蓄能机组全范围仿真机的研究[D]. 刘竹青. 中国农业大学. 2000
[3]. 抽水蓄能机组全范围仿真机的软件系统[J]. 刘竹青, 常近时. 中国农业大学学报. 2000
[4]. 抽水蓄能电站仿真机研究[J]. 林锦泽, 丘伟甫, 资伟娜, 徐广文, 冯源. 水利科技与经济. 2008
[5]. 基于PCC的蓄能机组调节系统对象实时仿真系统研究[D]. 何峰. 河海大学. 2007
[6]. 抽水蓄能电站仿真系统的设计与开发[J]. 周坤, 王自岭. 华北电力技术. 2010
[7]. 核电站与抽水蓄能电站的数学建模及联合运行研究[D]. 高慧敏. 浙江大学. 2006
[8]. 基于物理机理建模的抽水蓄能机组仿真研究[J]. 谭波, 张荣, 王江淮. 电力科学与工程. 2011
[9]. 带MGV装置的抽水蓄能过渡过程仿真及其应用[D]. 邵卫云. 浙江大学. 2004
[10]. 基于STAR-90仿真平台的抽水蓄能机组模型[J]. 张照彦, 高叔开, 张聪师, 梁保龙. 水电自动化与大坝监测. 2009