(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210952951.3 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区新韶东 路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司电力科 学 研究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 寇攀高　莫剑　胡斌奇　朱光明　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 颜勇 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种水轮机甩负荷过程中机组转速预测方 法 (57)摘要 本发明公开了一种水轮机甩负荷过程中机 组转速预测方法。 本发明根据现场实测变负荷试 验数据获得水轮机导叶接力器行程 ‑有功功率之 间非线性关系曲线， 通过局部线性化的方法实现 了水轮机非线性特性在解析非线性模型中的反 应， 消除了负载扰动下稳态误差， 提高了甩负荷 过程转速或机组频率预测精度。 本发 明仅依赖于 现场试验数据和飞逸特性数据， 无需收集水电站 水轮机综合特性曲线、 内特性所需的水轮机相关 参数等资料， 计算快捷、 精度高， 能够迅速为现场 试验决策和大规模电力系统仿真计算 提供依据。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115271236 A 2022.11.01 CN 115271236 A 1.一种水轮机甩负荷过程中机组转速预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取甩负荷过程中导叶接力器行程关闭曲线； 根据水轮机调节系统仿真模型进行仿真， 计算甩负荷过程机组转速波形， 获得机组转 速； 所述的水轮机调节系统仿 真模型包括水轮机模 型、 引水系统模型和发电机模 型， 其公式 如下： 式中， q表示水轮机流量标幺值， h表示水轮机水头标幺值， pt表示水轮机机械功率标幺 值， qNL＝q0表示水轮机空载流量标幺值qNL＝q0＝Q0/Qr， h0表示水轮机空载水头标 幺值h0＝ H0/Hr， 当水轮机标幺化时水头基准值取额定工况水头Hr、 基准流量取额定流量Qr时， 那么对 应着hr＝1.0， qr＝1.0， qNL＝QNL/Qr， 水轮机放大系数At＝1/(1‑qNL)， 实际机组的导叶开度取 100％难以满足额定工况， 引入阀门等效模型修正系数K＝1/yr， yr表示额定工况点导叶开度 标幺值， Ta表示水轮机发电机组惯性时间常数， en表示水电机组自调节系数， D表示水轮发 电机阻尼系数， s表示拉普拉斯算子， n0表示甩负荷前水轮发电机组转速， nfeed表示水轮机发 电机组甩负荷过程中实测 机组转速， mt表示水轮机动力矩标 幺值， mg0表示水轮机发电机负 载标幺值。 2.根据权利要求1所述的水轮机甩负荷过程中机组转速预测方法， 其特征在于， 所述的 空载流量根据飞逸曲线计算， 其 步骤如下： (1)当前水头H下， 依据 计算出空载 单位转速， D1为水轮机转轮直径； (2)根据飞逸特性曲线n11＝f(a)和空载单位转速n11NL插值计算出开度值a， 根据开度a 和Q11＝f(a)计算出空载 单位流量； (3)根据 计算出空载流 量； (4)根据qNL＝QNL/Qr计算出空载流 量相对值。 3.根据权利要求1所述的水轮机甩负荷过程中机组转速预测方法， 其特征在于， 所述的 空载流量根据飞逸曲线计算， 其 步骤如下： (1)当前水头H下， 依据 计算出空载 单位转速； (2)根据飞逸特性曲线n11＝f(Q11)计算出空载 单位流量； (3)根据 计算出空载流 量； (4)根据qNL＝QNL/Qr计算出空载流 量相对值。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115271236 A 24.根据权利要求1所述的水轮机甩负荷过程中机组转速预测方法， 其特征在于， 导叶接 力器行程与机组有功功 率之间的非线性关系根据给定水头下的变负荷试验确定， 根据实测 数据和甩负荷前2个工况确定局部线性化中 的参数， 即当前工作点处接力器行程y0、 工况变 化后新工作点处接力器行程y1， 当前工作点y0处At修正系数ky0， 工况变化后新工作点y1处At 修正系数ky1， 根据非线性特性曲线局部线性 化 得到当前接力器行程y下的At 的修正系数f(y)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115271236 A 3