基于PSD—BPA和Simulink的汽轮机调节系统建模与仿真校核

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基于PSD—BPA和Simulink的汽轮机调节系统建模与仿真校核

作者：梁超

来源：《中国科技纵横》2016年第23期

【摘要】汽轮机调节系统模型是电力系统稳定分析的基础数据，以某电厂1号机组为研

究对象，对其调速器系统模型参数进行辨识。本文采用基于PSD-BPA的模型参数辨识方法，并利用Matlab及其Simulink工具箱予以实现。通过实例证实，基于PSD-BPA和Simulink的模型可很好对汽轮机调速系统模型参数进行仿真校核，取得了一定的效果。

【关键词】调速系统参数辨识 Simulink工具箱 PSD-BPA

近年来，我国电网发展迅速，电网的装机容量与规模越来越大，保证电网的稳定性是近年来重点关注的课题[1-2]。汽轮机调速系统在汽轮机实际运行控制中起着非常重要的作用，其特性直接影响机组的稳定性。对汽轮机组的调速系统进行试验及辨识研究是十分必要的。本文利用Matlab/simulink工具箱及电力系统潮流及暂态稳定程序PSD-BPA的联合仿真建模方法，实现了对复杂协调控制系统的汽轮机调节系统的建模和仿真校核[3-4]。

1 模型分析

在电力系统潮流及暂态稳定程序PSD-BPA中，用于稳定计算用的汽轮机及其调节系统模型主要由电液伺服机构、汽轮机模型和电液调节系统几部分组成。其中，电液调节系统需要调整阀位指令时可依据控制方式和控制目的来调节；电液伺服机构是用来控制进入汽轮机的蒸汽流量，而这是通过阀位指令改变执行器（汽轮机调节汽门）的开度来实现的；蒸汽流量在汽轮机内膨胀做功为机械功率，而机械功率经发电机转换为电磁功率最终进入电网[5]。

1.1 电液伺服机构

控制系统中电液执行机构的结构框图见图1。图中PN：原动机额定输出功率MW；TC：油动机关闭时间常数s；TO：油动机开启时间常数s；VELopen、VELlose：过速开启、关闭系数（标么值）；PMAX、PMIN：原动机最大、最小输出功率（标么值）；PCV：阀位指令值；PGV：调门开度；T2：LVDT变送器时间常数s；KP：电液转换器PID比例环节倍数；KD：电液转换器PID微分环节倍数，KD=TD （s）；KI：电液转换器PID积分环节倍数，

KI=1/TI （1/s）；INTG_MAX、INTG_MIN：电液转换器PID积分环节限幅上限、下限；

PID_MAX、PID_MIN：PID输出限幅环节的上限、下限。

1.2 汽轮机模型