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电力系统建模与仿真是分析电力系统暂态稳定性、研究机网耦合交互影响与电网负荷——频率控制策略、建立电力系统安全预警机制等的有效手段。作为电网的电源,汽轮机组的动态特性不仅对保障机组安全稳定运行至关重要,而且会直接影响电网供电品质。汽轮机组动态特性参数辨识建模,可以为虚拟电网模拟实际系统动态特性、分析电力系统暂态稳定、研究电网负荷——频率控制策略与电网安全预警控制措施等提供参考依据。因此汽轮机组动态特性数学模型的正确构建与参数的准确辨识对于电网的稳定分析具有重要意义。
本文研究、分析影响电网扰动下机组功率输出动态响应的各种因素,建立电网扰动下机组功率输出原则性数学模型,包括汽轮机调节系统模型、汽轮机本体模型与锅炉主蒸汽压力模型。其中汽轮机调节系统模型分为控制算法模型、阀门管理模型与电液伺服执行机构模型;汽轮机本体模型分为高压缸中间容积模型、再热器中间容积模型与功率模型。并由此提出检测机组功率输出动态响应特性的现场试验方法以及试验所需检测参数。
本文对遗传算法进行研究,基于其对非零初始状态与非线性系统的参数辨识具有独特的优越性,提出以遗传算法为主传统算法为辅的方式进行汽轮机组动态特性参数辨识建模,并就此基于MATLAB/Simulink平台开发汽轮机组动态特性各环节参数辨识模型与非零初始状态非线性系统参数辨识建模软件。使用所开发的参数辨识建模软件对多次现场试验作参数辨识建模处理,获取真实反映汽轮机组动态特性的各环节数学模型,同时验证上述辨识方法与软件的有效性。
通过本文的研究,获得了一套从现场试验、模型建立到参数辨识处理的完整方案,由所开发软件可辨识出汽轮机组动态特性的完整数学模型,使得今后相关工作有据可依,促进电网动态分析顺利开展。