《抽水蓄能電站系統(tǒng)建模與特性分析》6300字（論文）

抽水蓄能電站系統(tǒng)建模與特性分析目錄TOC\o"1-2"\h\u15621抽水蓄能電站系統(tǒng)建模與特性分析 1198171.1水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 236231.1.1線性水輪機(jī)模型 2198001.1.2調(diào)速器模型 4179061.1.3引水系統(tǒng)模型 6190241.1.4調(diào)壓室模型 81671.1.5發(fā)電機(jī)-負(fù)載模型 9106261.1.6整體模型 11186211.2并網(wǎng)條件下抽水蓄能電站詳細(xì)模型及其動(dòng)態(tài)響應(yīng) 11259391.1.1并網(wǎng)條件下抽水蓄能機(jī)組詳細(xì)模型及參數(shù)設(shè)置 1124801.1.2功率控制模式的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 12131621.3孤網(wǎng)條件下的抽水蓄能電站詳細(xì)模型及其動(dòng)態(tài)響應(yīng) 1787621.3.1孤網(wǎng)條件下抽水蓄能機(jī)組詳細(xì)模型及參數(shù)設(shè)置 17165161.3.2頻率控制模式的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 18抽水蓄能電站系統(tǒng)與常規(guī)水電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相似，可以看作為由水力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和勵(lì)磁系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)。需要對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行精確控制，才能保證整個(gè)抽水蓄能電站系統(tǒng)以理想規(guī)律運(yùn)行，從而保證其運(yùn)行效益。根據(jù)控制理論，發(fā)電工況下的抽水蓄能機(jī)組可簡(jiǎn)化為一個(gè)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以認(rèn)為是由水輪機(jī)控制系統(tǒng)及被控制系統(tǒng)兩大部分組成，主要包括調(diào)速器、引水系統(tǒng)、調(diào)壓室、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)五個(gè)子系統(tǒng)[19]。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)非常復(fù)雜，具有非線性、非最小相位等特點(diǎn)[20]，如果對(duì)所有子系統(tǒng)都進(jìn)行精細(xì)化仿真模擬，則會(huì)極大地提升建模的復(fù)雜程度和仿真運(yùn)算時(shí)間。因此，本次抽水蓄能電站系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模中，對(duì)引水系統(tǒng)的布置形式進(jìn)行了簡(jiǎn)化，采用了一維管道模擬；同時(shí)，本次研究主要是在小波動(dòng)范圍內(nèi)，并不需要進(jìn)行大范圍的功率及頻率的調(diào)節(jié)，故本次水輪機(jī)模型采用線性水輪機(jī)模型。本章主要對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立，并對(duì)子系統(tǒng)模型進(jìn)行整合建立出水輪發(fā)電機(jī)組整體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。目前水電站大多采用同步發(fā)電機(jī)組，本章還對(duì)同步發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了精細(xì)化建模，最后在Simulink軟件中對(duì)各子系統(tǒng)組合，搭建出了三相并網(wǎng)和孤網(wǎng)兩種條件下的抽水蓄能電站詳細(xì)模型，并探究了兩種條件下抽水蓄能電站模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。1.1水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模1.1.1線性水輪機(jī)模型水輪機(jī)是水電站的核心設(shè)備之一，是將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。理論上可以按照現(xiàn)代流動(dòng)理論解析描述水輪機(jī)內(nèi)部的水流運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上影響水流運(yùn)動(dòng)因素十分復(fù)雜，存在著水體自身的粘性與雜質(zhì)以及邊界條件等不確定性，目前研究水電站過(guò)渡過(guò)程的主要手段是通過(guò)水輪機(jī)特性曲線來(lái)定量描述水輪機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性。本文研究主要在小波動(dòng)范圍內(nèi)，并不需要進(jìn)行大范圍的功率及頻率的調(diào)節(jié)，擾動(dòng)量較小，機(jī)組運(yùn)行于水輪機(jī)綜合特性曲線上的某一工況處，且變化幅度不大，誤差在可接受范圍之內(nèi)。因此，本章將建立線性水輪機(jī)模型。水輪機(jī)動(dòng)態(tài)特性通常采用水輪機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下的力矩特性和流量特性表示。力矩特性： (1.1)流量特性： (1.2)式中，Mt為水輪機(jī)力矩；Q為水輪機(jī)流量；α為導(dǎo)葉開(kāi)度；n為機(jī)組轉(zhuǎn)速；H為水輪機(jī)工作水頭。在機(jī)組發(fā)生小波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程時(shí)，由于擾動(dòng)量較小，機(jī)組運(yùn)行于綜合特性曲線上的某一位置，且變化的幅度不大。進(jìn)而可以將其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行位置進(jìn)行線性展開(kāi)，得到水輪機(jī)線性模型，現(xiàn)將式(1.1)、(1.2)在穩(wěn)態(tài)點(diǎn)展開(kāi)為泰勒級(jí)數(shù)，略去二階及以上微量[21]，可得： (1.3) (1.4)式中，，，，下標(biāo)“0”均表示穩(wěn)定工況點(diǎn)的基準(zhǔn)值。取相對(duì)值，即令，，，，，r代表額定點(diǎn)參數(shù)，得到： (1.5) (1.6)式中，為水輪機(jī)力矩偏差相對(duì)值；為流量偏差相對(duì)值；為導(dǎo)葉開(kāi)度偏差相對(duì)值；為轉(zhuǎn)速偏差相對(duì)值；為水頭偏差相對(duì)值。該抽水蓄能機(jī)組的水輪機(jī)模型部分基于6個(gè)傳遞系數(shù)和線性化的傳遞函數(shù)或流量、力矩函數(shù)，有以下方程：力矩方程： (1.7)流量方程： (1.8)式中，mt為力矩偏差相對(duì)值；q為流量偏差相對(duì)值；y為導(dǎo)葉開(kāi)度偏差相對(duì)值；x為轉(zhuǎn)速偏差相對(duì)值；h為水頭偏差相對(duì)值；ey為水輪機(jī)力矩對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度傳遞系數(shù)；ex為水輪機(jī)力矩對(duì)轉(zhuǎn)速傳遞系數(shù)；eh為水輪機(jī)力矩對(duì)水頭傳遞系數(shù)；eqy為水輪機(jī)流量對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度傳遞系數(shù)；eqx為水輪機(jī)流量對(duì)轉(zhuǎn)速傳遞系數(shù)；eqh為水輪機(jī)流量對(duì)水頭傳遞系數(shù)。六個(gè)傳遞系數(shù)如下所示： (1.9) (1.10)線性水輪機(jī)模型的方框圖如圖所示： 圖2-1水輪機(jī)系統(tǒng)方框圖1.1.2調(diào)速器模型水輪機(jī)的調(diào)速器包括了測(cè)量元件、放大元件、執(zhí)行元件和反饋元件等。其可根據(jù)外界頻率的變化，通過(guò)對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)改變機(jī)組出力，以滿足電力系統(tǒng)的供需平衡。調(diào)速器發(fā)展至今各式各樣，從早期的離心式調(diào)速器到電氣液壓型調(diào)速器，再到機(jī)械液壓型調(diào)速器，最后到目前水電站都在使用的微機(jī)型調(diào)速器[22]。微機(jī)型調(diào)速器的軟硬件功能強(qiáng)、速度高、容量大，可以滿足各種控制功能和各種控制策略的需要。微機(jī)型調(diào)速器一般采用常規(guī)PID調(diào)節(jié)規(guī)律。PID型調(diào)速器的調(diào)節(jié)規(guī)律是比例、積分和微分三個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)控制，信號(hào)輸入之后會(huì)先經(jīng)過(guò)放大裝置放大，再通過(guò)硬反饋環(huán)節(jié)對(duì)其進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)節(jié)，最后通過(guò)隨動(dòng)裝置控制導(dǎo)葉開(kāi)度，進(jìn)行接下來(lái)的步驟。PID型調(diào)速器的模型結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2-2PID型調(diào)速器方框圖為了便于建模和理論分析，本文調(diào)速器模型不采用微分測(cè)頻回路，則調(diào)速器變?yōu)镻I型調(diào)速器。而硬反饋環(huán)節(jié)的暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp和放大裝置處的輔助接力器時(shí)間常數(shù)Ty1的數(shù)量級(jí)非常小，為便于計(jì)算，本文中取bp=0和Ty1=0。最終可以得到“理想PI型調(diào)速器+主接力器”的調(diào)速器模型如圖2-3所示。主接力器動(dòng)作時(shí)的反作用力影響會(huì)呈現(xiàn)出非線性特性，而本文所研究的工況均屬于小波動(dòng)范圍內(nèi)，調(diào)速器工作于小波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程，故可以忽略非線性因素的影響，采用簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型也能滿足要求，且使工作減少，仿真運(yùn)行時(shí)間減少。本文中抽水蓄能機(jī)組分別需要根據(jù)外界的頻率變化和功率變化指令來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，故分別建立出頻率控制模式和功率控制模式的調(diào)速器模型。（1）頻率控制模式在該多能互補(bǔ)系統(tǒng)中抽水蓄能機(jī)組作為可控電源，需要根據(jù)外界的頻率變化指令來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，所以調(diào)速器選擇比例積分（PI）調(diào)速器模型，其傳遞函數(shù)如下： (1.11)式中，bp為伺服系統(tǒng)暫態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)；kp為調(diào)速器比例環(huán)節(jié)系數(shù)；ki為調(diào)速器積分環(huán)節(jié)參數(shù)；s為拉普拉斯算子；Ty為接力器時(shí)間常數(shù)；Y為接力器動(dòng)作行程。頻率控制模式的調(diào)速器模型圖如下圖所示：圖2-3頻率控制模式的調(diào)速器模型圖（2）功率控制模式在該多能互補(bǔ)系統(tǒng)中抽水蓄能機(jī)組作為可控電源，需要根據(jù)外界的功率變化指令來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)控，故需要對(duì)功率變化實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)葉開(kāi)度的控制。功率控制模式的調(diào)速器是在頻率控制模式的調(diào)速器的基礎(chǔ)上減去了硬反饋環(huán)節(jié)，輸入量變成了功率變化量的二次調(diào)頻。功率控制模式的調(diào)速器模型如下圖所示：圖2-4功率控制模式的調(diào)速器模型圖1.1.3引水系統(tǒng)模型和其他的原動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不同，由于引水隧道中的水流存在慣性，水體和管壁存在彈性，會(huì)引起水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的水擊作用。調(diào)速器控制導(dǎo)葉開(kāi)啟或關(guān)閉引發(fā)壓力引水管道內(nèi)部壓力激變會(huì)嚴(yán)重影響水輪機(jī)出力和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，造成極其顯著的負(fù)面影響。因此，本文將考慮引水系統(tǒng)水擊現(xiàn)象的影響。為簡(jiǎn)化模型且方便計(jì)算，本文中假設(shè)壓力引水管道水平安裝，尾水管較短，且布置形式為單管單機(jī)，則抽水蓄能電站機(jī)組的引水系統(tǒng)等效簡(jiǎn)化模型如下圖所示：圖2-5抽水蓄能電站機(jī)組引水系統(tǒng)等效簡(jiǎn)化模型一般認(rèn)為在小波動(dòng)情況下，壓力管道長(zhǎng)度小于600~800m時(shí)，采用剛性水擊模型的誤差可滿足工程要求[22]，即假設(shè)水和管壁都沒(méi)有彈性，都是剛性的。本文中會(huì)考慮水和管壁都具有彈性，則水體會(huì)膨脹壓縮產(chǎn)生壓力波，壓力波的傳播時(shí)間為： (1.12)式中，Te為水流彈性時(shí)間常數(shù)，L為管道長(zhǎng)度，c為壓力波的傳遞速度。假設(shè)壓力管道管壁是均勻的，則水輪機(jī)入口處的水頭和流量變化具有如下關(guān)系[23]： (1.13)式中，Tw為水流慣性時(shí)間常數(shù)；f為壓力管道摩擦系數(shù)，本文忽略摩擦，f=0。由式(1.13)可見(jiàn)，水頭和流量之間的關(guān)系是非線性的，現(xiàn)將其線性化處理，對(duì)其進(jìn)行泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)如下： (1.14)為防止模型過(guò)于復(fù)雜，且保證足夠的精度，本文采用變參數(shù)的二階彈性水擊模型。引水系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如下： (1.15)式中，a為壓力管道彈性系數(shù)；H為水頭；Q為流量。引水系統(tǒng)模型的方框圖如下圖所示：圖2-6引水系統(tǒng)方框圖1.1.4調(diào)壓室模型實(shí)際運(yùn)行的水電站，大多數(shù)引水系統(tǒng)水工結(jié)構(gòu)都有調(diào)壓室結(jié)構(gòu)。調(diào)壓室主要作用是調(diào)節(jié)穩(wěn)定由引水隧洞進(jìn)入的水流，限制水擊波進(jìn)入壓力管道。調(diào)壓室在滿足機(jī)組調(diào)節(jié)保證要求的同時(shí)，還改善了機(jī)組在負(fù)載變化時(shí)的運(yùn)行條件。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水電站壓力管道的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw>1.0~4.0s時(shí)，則需要設(shè)置調(diào)壓室以滿足調(diào)節(jié)保證計(jì)算要求[24]。本文設(shè)置進(jìn)水口-引水隧洞-調(diào)壓室-壓力管道-水輪發(fā)電機(jī)組的上游調(diào)壓室引水發(fā)電系統(tǒng)如下圖所示：圖2-7設(shè)置上游調(diào)壓室的引水發(fā)電系統(tǒng)示意圖根據(jù)文獻(xiàn)[25]，水庫(kù)-引水隧道-調(diào)壓室間的流量偏差與水頭偏差之間的傳遞函數(shù)如下： (1.16)式中，ft為引水隧洞的摩擦系數(shù)；Tet為引水隧洞浪涌傳播時(shí)間常數(shù)；Zt為引水隧洞浪涌阻抗；Twt為引水隧洞水擊時(shí)間常數(shù)；Ts為調(diào)壓室調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)；其中： (1.17)本文中取n=0，則，最后得到調(diào)壓室的傳遞函數(shù)如下： (1.18)調(diào)壓室模型的方框圖如下圖所示：圖2-8調(diào)壓室模型方框圖1.1.5發(fā)電機(jī)-負(fù)載模型為實(shí)現(xiàn)抽水蓄能水電系統(tǒng)在多能互補(bǔ)系統(tǒng)中的三相并網(wǎng)，本節(jié)將建立同步電機(jī)的詳細(xì)模型以及直流勵(lì)磁系統(tǒng)模型，進(jìn)一步完成抽水蓄能電站電氣系統(tǒng)部分的三相建模。本節(jié)僅對(duì)同步電機(jī)的六階系統(tǒng)模型以及直流勵(lì)磁系統(tǒng)模型作簡(jiǎn)要介紹，列寫相關(guān)核心的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述。六階同步發(fā)電機(jī)模型和直流勵(lì)磁系統(tǒng)模型的詳細(xì)原理可參考相關(guān)文獻(xiàn)[25,26,27]。（1）六階同步發(fā)電機(jī)模型一般要求同步發(fā)電機(jī)的模型應(yīng)能正確反映故障時(shí)電樞磁通逐漸進(jìn)入轉(zhuǎn)子并影響電動(dòng)勢(shì)的方式，同時(shí)也能描述此過(guò)程中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和角度變化。六階同步發(fā)電機(jī)模型表示如下。其中轉(zhuǎn)子磁鏈衰減過(guò)程中各種電動(dòng)勢(shì)的變化如下式： (1.19)式中，和分別為暫態(tài)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的d軸和q軸分量；和分別為次暫態(tài)內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的d軸和q軸分量；為勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)；和分別為電樞電流的d軸和q軸分量；和分別為d軸和q軸暫態(tài)開(kāi)路常數(shù)；和分別為d軸和q軸同步電抗；和分別為d軸和q軸暫態(tài)電抗；和分別為d軸和q軸次暫態(tài)電抗。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和角度的變化為： (1.20)式中，M為機(jī)組慣性系數(shù)；Pm為水輪機(jī)提供給發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率；Pe為電磁氣隙功率；?ω為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速偏差；δ為相對(duì)于無(wú)窮大母線的功率（或轉(zhuǎn)子）角。（2）直流勵(lì)磁系統(tǒng)模型以下給出的直流勵(lì)磁系統(tǒng)模型雖然忽略了勵(lì)磁機(jī)的飽和作用，但在進(jìn)行大型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究時(shí)，該模型仍可廣泛適用于目前的大多數(shù)同步發(fā)電機(jī)組。直流勵(lì)磁系統(tǒng)可由以下勵(lì)磁電壓Vfd和調(diào)節(jié)器輸出電壓ef之間的傳遞函數(shù)表示： (1.21)式中，Kef和Tef分別為一階勵(lì)磁系統(tǒng)增益及時(shí)間常數(shù)。1.1.6整體模型由上述調(diào)速器、引水系統(tǒng)、調(diào)壓室、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)-負(fù)載模型進(jìn)行組合可得到如下圖所示的抽水蓄能機(jī)組模型框圖：圖2-9抽水蓄能機(jī)組模型方框圖1.2并網(wǎng)條件下抽水蓄能電站詳細(xì)模型及其動(dòng)態(tài)響應(yīng)1.1.1并網(wǎng)條件下抽水蓄能機(jī)組詳細(xì)模型及參數(shù)設(shè)置在Simulink中，同步發(fā)電機(jī)可采用Simscape模塊庫(kù)中的SynchronousMachinepuFundamental模塊進(jìn)行六階同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的仿真模擬；直流勵(lì)磁系統(tǒng)可采用ExcitationSystem模塊實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓的調(diào)節(jié)。綜上，可以建立如圖2-10所示的抽水蓄能電站Simulink模型，該模型使用功率控制模式的調(diào)速器，考慮上游調(diào)壓室的影響，僅適用于小波動(dòng)過(guò)渡過(guò)程。圖2-10并網(wǎng)條件的抽水蓄能電站Simulink模型該抽水蓄能系統(tǒng)主要參數(shù)設(shè)置如表2-1所示：表2-1抽水蓄能電站參數(shù)設(shè)置設(shè)備參數(shù)指標(biāo)設(shè)備參數(shù)指標(biāo)裝機(jī)容量200MVA交流主網(wǎng)電壓220kV功率因數(shù)1.0主變壓器容量250MVA機(jī)端電壓13.8kV調(diào)速器參數(shù)Kp=0.2,Ki=0.071.1.2功率控制模式的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性本節(jié)主要對(duì)三相并網(wǎng)下抽水蓄能電站進(jìn)行不同工況下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析，輸入量為功率指令，設(shè)置工況有階躍波、斜坡波、正弦波和鋸齒波。（1）階躍波工況本節(jié)工況設(shè)置如下：當(dāng)輸入功率指令為一階躍波時(shí)，抽水蓄能電站系統(tǒng)各物理量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)如下所示。其中階躍波在150s時(shí)由0.1pu階躍到0.05pu。 圖2-11階躍波工況的功率響應(yīng) 圖2-12階躍波工況的水頭變化 圖2-13階躍波工況的導(dǎo)葉開(kāi)度 圖2-14階躍波工況的流量變化圖2-15階躍波工況的系統(tǒng)頻率當(dāng)輸入功率指令為階躍波時(shí)，由圖2-11所示，機(jī)組功率會(huì)先產(chǎn)生一個(gè)波動(dòng)，然后再慢慢地趨向指定的參考設(shè)定值，整個(gè)過(guò)程持續(xù)約100s.由圖2-12所示，水頭在經(jīng)過(guò)階躍變化時(shí)產(chǎn)生一個(gè)波動(dòng)，之后在額定值處發(fā)生低頻振蕩，這是調(diào)壓室水位波動(dòng)產(chǎn)生的影響。由圖2-13、2-14所示，發(fā)生階躍變化后，導(dǎo)葉開(kāi)度由0.8pu減少至0.7pu，流量隨導(dǎo)葉開(kāi)度變化從1.16pu左右減少至1.08pu左右。由圖2-15所示，系統(tǒng)頻率由于并到大電網(wǎng)上，收到擾動(dòng)后較快恢復(fù)至額定值50Hz。（2）斜坡波工況本節(jié)工況設(shè)置如下：當(dāng)輸入功率指令為一斜坡波時(shí)，抽水蓄能電站系統(tǒng)各物理量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)如下所示。其中斜坡波波在300s內(nèi)由0斜坡增長(zhǎng)到0.075pu。 圖2-16斜坡波工況的功率響應(yīng) 圖2-17斜坡波工況的水頭變化 圖2-18斜坡波工況的導(dǎo)葉開(kāi)度 圖2-19斜坡波工況的流量變化圖2-20斜坡波工況的系統(tǒng)頻率當(dāng)輸入功率指令為斜坡波時(shí)，由圖2-16所示，機(jī)組輸出功率基本呈斜坡變化，但與輸入功率指令相比有延遲，延遲時(shí)間約為25s左右。由圖2-17所示，水頭因調(diào)壓室作用，呈斜坡規(guī)律變化時(shí)發(fā)生低頻震蕩。由圖2-18，2-19所示，導(dǎo)葉開(kāi)度和流量變化也呈現(xiàn)斜坡規(guī)律變化。由圖2-20所示，由于系統(tǒng)并在大電網(wǎng)上，系統(tǒng)頻率基本穩(wěn)定在額定值50Hz附近。（3）正弦波工況本節(jié)工況設(shè)置如下：當(dāng)輸入功率指令為一正弦波時(shí)，抽水蓄能電站系統(tǒng)各物理量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)如下所示。其中正弦指令周期約為130s，大小為0.1pu。 圖2-21正弦波工況的功率響應(yīng) 圖2-22正弦波工況的水頭變化 圖2-23正弦波工況的導(dǎo)葉開(kāi)度 圖2-24正弦波工況的流量變化圖2-25正弦波工況的系統(tǒng)頻率當(dāng)輸入功率指令為正弦波時(shí)，由圖2-21所示，機(jī)組輸出功率也呈正弦波變化，但與輸入功率指令相比有延遲，而且由于抽水蓄能電站調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)組輸出功率未追蹤到指定功率的峰值便開(kāi)始下一輪追蹤。由圖2-22、2-23、2-24所示，水頭變化、導(dǎo)葉開(kāi)度和流量變化也呈現(xiàn)正弦規(guī)律變化。由圖2-25所示，系統(tǒng)頻率在額定值附近也有小幅正弦波動(dòng)現(xiàn)象，由于系統(tǒng)并在大電網(wǎng)上，系統(tǒng)頻率基本穩(wěn)定在50Hz附近。（4）鋸齒波工況本節(jié)工況設(shè)置如下：當(dāng)輸入功率指令為一鋸齒波時(shí)，抽水蓄能電站系統(tǒng)各物理量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)如下所示。其中鋸齒波指令周期約為200s，大小為0.05pu。 圖2-26鋸齒波工況的功率響應(yīng) 圖2-27鋸齒波工況的水頭變化 圖2-28鋸齒波工況的導(dǎo)葉開(kāi)度 圖2-29鋸齒波工況的流量變化圖2-30鋸齒波工況的系統(tǒng)頻率當(dāng)輸入功率指令為鋸齒波時(shí)，由圖2-26所示，機(jī)組輸出功率先呈斜坡變化，并接近目標(biāo)值時(shí)小幅放緩。由圖2-27所示，水頭由于調(diào)壓室水位波動(dòng)，水頭變化基本呈鋸齒變化并發(fā)生低頻振蕩。由圖2-28和2-29所示，導(dǎo)葉開(kāi)度和流量變化與功率響應(yīng)呈現(xiàn)相似的規(guī)律變化。由圖2-30所示，由于系統(tǒng)并在大電網(wǎng)上，系統(tǒng)頻率基本維持在額定值50Hz附近。由上述四種工況可以反映出該抽水蓄能電站模型具有基本追蹤功