多质量扭转轴接口元件及内燃机的模拟

1.多质量扭转轴

多质量扭转轴即“Multi-Mass Torsional Shaft Interface”组件,本组件模拟与单一旋转轴相联的多达26个质量块的动态过程。一个质量块用来代表发电机,电气转矩“Te”施加其上。一个质量块用来代表励磁机,如图4-64所示,其他的质量块代表原动机,并把机械转矩“Tm”分布其上。速度“Wpu”或“Wrad”为输出,以作为电机模型的输入。机械转矩分布于这些质量块之上所产生的速度信号输出至相应的电机,如图4-64所示。

图4-64　多质量扭转轴接口元件

2.内燃机

本组件模拟了1～12缸,2～4冲程的内燃机,如图4-65所示。给定一个轴速控制w和燃料吸纳因子FL,就会生成一个基于输入极角度(转矩)曲线的机械轴转矩Tm。可模拟气缸拒燃,对每一个拒燃的气缸给定一转矩的减少百分比,由此就可模拟出拒燃的气缸数量和减少的转矩百分比之间的关系。该组件也可作为原动机,将Tm与PSCAD中发电机模型的机械转矩输入相连。

图4-65　内燃机模型

图4-66　蒸汽轮机模型

3.蒸汽轮机模型

IEEE蒸汽轮机模型如图4-66所示。该模型由三个输入:转速w、转速参考值Wref和调速器输出的控制阀的位置Cv或阀的拦截位置Iv;两个输出:HP和LP汽轮机的机械转矩Tm1和Tm2。

4.热工调速器模型

该模型有两个输入:转速w和转速参考值Wref;一个输出:阀门位置z,如图4-67所示。而在Gov 2,Gov 3和Gov 5上,输出是控制阀的流通面积Cv和阀的拦截面积Iv,这两个输出都应输入给对应的蒸汽轮机。

Gov 1:近似机械-液压控制。

Gov 2:机械-液压控制(GE)。

Gov 3:电气-液压控制(GE)。

Gov 4:DEH控制(Westinghouse)。(www.xing528.com)

Gov 5:NEI Parsons控制。

图4-67　热工调速器模型

图4-68　水轮机模型

5.水轮机和水轮机调速器模型

水轮机模型共模拟了6种不同传输函数的IEEE模型,如图4-68所示,第一个模型模拟了四个。该模型有三个输入:转速w、转速参考值Wref和阀门的位置z;两个输出:机械转矩Tm(作为同步发电机的输入)和初始阀门位置zi(作为相联水轮机调速器的初始化输入)。

水轮机调速器模型如图4-69所示,有三个输入:转速w,转速参考值Wref和初始化时阀门的位置z0,一个输出:阀门位置z。

Gov 1:机械-液压控制。

Gov 2:包括引导和伺服机构动态的PID控制。

Gov 3:针对甩负荷研究的增强型控制。

图4-69　水轮机调速器模型

6.电力系统稳定器

本组件模拟了IEEE标准型PSS,如图4-70所示。

图4-70　电力系统稳定器