程超

哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150000

水电是电网中具有灵活调节能力的可再生能源，可以有效补偿风，光等间歇性电源对电网稳定性的有害影响，并保持电网的工频稳定。至于水轮发电机组，其运行模式可能会发生变化，可以根据需要在隔离电网模式下运行或集成到大型电网中。在将一个单元集成到大型电网中的运行模式下，单元侧的稳定性对电网影响很小；在隔离电网模式下，单元的调节性能直接决定着电网的稳定性和电能质量。因此，研究与水电机组隔网布置有关的稳定性和动力特性尤为重要。

1 系统数学模型

孤网模式下的水轮机调节系统主要包含调速器、水轮机及引水系统、发电机和负载等。机组在孤网模式下控制器主要采用PID控制，随动系统主要包含主接力器和延迟环节。控制器和随动系统的数学模型分别为：u 为控制器输出；e 为跟踪误差；KP、KI、KD 分别为控制器比例、积分和微分增益；Ty 为接力器反应时间常数，s；s 为拉普拉斯变量；Td 为随动系统的延迟时间，s；y 为导叶开度；xr、x 分别为机组转速的给定值、测量值；bp 为永态转差系数；yr 为导叶开度的给定值[1]。

水轮机及引水系统模型。水轮机及引水系统模型包含水轮机模型和引水系统模型两个部分。本文采用线性水轮机模型，利用模型综合特性曲线计算某一工况点的传递系数来表征水轮机在该工况点处的流量和力矩特性：q为水轮机流量；mt 为水轮机力矩；h 为水轮机水头；……