率变化满足ω-ω〇 2 ω。+或ω-ω〇< ω。-且持续时间大于Tdyi时，功率控制模 式或开度控制模式自动切换为孤网模式；
[0111] 当COc-S ω-ω〇< ω。+且持续时间大于Tdy2时，孤网模式自动切换回功率控制模式 或开度控制模式；
[0112] 其中，ω。+为孤网大网模式切换频率正边界值；ω。-为孤网大网模式切换频率负边 界值;Tdy1S开度控制模式或功率控制模式切换孤网控制模式延时;Tdy 2为孤网控制模式切 换开度控制模式或功率控制模式延时。
[0113] 其中，功率控制模式根据功率偏差量的大小，进行PID参数切换，且其切换原则包 括：
[0114] 当abs( APjSdPi+dP?时，功率控制模式的PID参数由当前运行参数切换为另一套 PID参数；
[0115] 当abs( APe)<dPdt，功率控制模式的PID参数切换回初始PID参数；
[0116] 其中，APe= Δ Pe+Δ co/ep且ClPhdP2均为功率模式PID参数切换门槛值。
[0117] 电子调节器模型在开度控制模式下，在频率偏差后增加有速率限制；电子调节器 模型在功率控制模式下，在一次调频功率和功率给定的功率偏差后增加了速率限制，并在 PID调节模块输出后增加有速率限制。
[0118] 本发明提供一种水轮机调节系统用电子调节器模型的具体应用例，具体包括:本 发明的电力系统稳定分析用水轮机调节系统电子调节器由开度控制，功率控制，孤网控制 三个模块构成。其中开度控制和孤网控制采用相同的PID控制逻辑，框图构成如图2所示;功 率控制采用PID控制逻辑，构成框图如图3所示。将三部分模块组合，可构成该调节器模型框 图，如图4所示。当控制开关选择A(C)时，调节器处于开度(孤网)控制模式，当控制开关处于 B时，调节器处于功率控制模式。调节器可通过控制开关A或C位置决定调节器采用开度控制 还是功率控制。发电机正常并网时调节系统工作在功率控制模式或开度控制模式，若频率 变化满足ω-ω〇2ω。+或ω-ω〇<ω且持续时间大于T dy^，开度控制模式或功率控制模 式可以自动切换为孤网模式，当ω ω-ω〇< ω。+且持续时间大于Tdy2时，孤网模式自动切 换回功率控制模式或开度控制模式。
[0119] 其中，ω。+--孤网大网模式切换频率正边界值
[0120] ω c---孤网大网模式切换频率负边界值
[0121 ] Tdyl--开度控制模式或功率控制模式切换孤网控制模式延时
[0122] Tdy2--孤网控制模式切换开度控制模式或功率控制模式延时
[0123] 开度控制(孤网控制)模块中，包括：
[0124] (1)频率测量模块。由延时环节和一节滞后环节表示，如图5所示。
[0125] (2)死区设定模块，如图6所示。
[0126] (3)PID调节模块。由并联PID环节表示;如图7所示。
[0127] (4)导叶开度测量模块。由延时环节和一节滞后环节表示;如图8所示。
[0128] (5)速率限制模块，如图9所示。
[0129] 当调节器采用开度(孤网）控制模式时，调节器由频率测量模块获得机组频率后， 与频率给定比较，除去频差死区获得实际频率偏差量作为调节器的输入信号，采用PID调节 模块输出或由导叶开度测量模块获得的导叶开度作为调节器的反馈信号，实现开度(孤网） 控制模式的闭环调节。当选择开度控制模式时，还需选择用来计算开度偏差的信号（导叶开 度Y或电子调节器输出Ypmm)和开度偏差反馈的输出点(PID调节模块前或积分环节前）。
[0130] 功率控制模块中，包括：
[0131] (1)频率测量模块。由延时环节和一节滞后环节表示，如图5所示。
[0132] (2)死区设定模块，如图6所示。
[0133] (3)PID调节模块。由并联PID环节表示，如图10所示。
[0134] (4)功率测量模块。由延时环节和一节滞后环节表示，如图11所示。
[0135] (5)速率限制模块，如图9所示。
[0136] 当调节器采用功率控制模式时，调节器由频率测量模块获得机组频率后，与频率 给定比较，除去频差死区获得实际频率偏差量经永泰转差系数转换成功率信号作为调节器 的输入信号，采用功率测量模块获得的机组功率作为调节器反馈信号，实现功率控制模式 的闭环调节。功率控制模式下，可以设置两套PID参数，当功率偏差超出预设功率偏差值时， PID参数可以自动切换，以满足水轮机动态调节特性的需要。当abs( △ Pe) >(?^+(^2时，功率 控制模式的PID参数由当前运行参数切换为另一套PID参数，当abs( APeXdPdt，切换回初 始PID参数。
[0137] 其中，
[0138] Δ Pe= Δ Pe+ Δ ω /eP
[0139] eP 永泰转差系数；
[0140] Δ ω (S)= ω (S)-CJq(S)--转速的拉普拉斯变换；
[0141] ω (s)--机组转速；
[0142] COQ(S)--转速给定；
一一功率偏差的拉普拉斯变换；
[0144] P ;，νν) 功率给定；
[0145] PE(S)--发电机功率
[0146] dPi,dP2--功率模式PID参数切换门槛值
[0147] 1 · 1该模型中开度控制模式PID调节器的频率偏差到调节器器输出Ypidqut的传递函 数可由下式表述。
[0148] (1)当选择调节器输出Ypidqut来计算开度偏差反馈时，有：
[0149] A、当开度偏差反馈经PID模块的积分环节输入时
[0151] B、当开度偏差反馈经PID环节输入时
[0153] (2)当选择导叶开度Y来计算开度偏差反馈时，有：
[0154] A、当开度偏差反馈经PID模块的积分环节输入时
[0156] B、当开度偏差反馈经PID环节输入时
[0158] 式中:Kp1--开度控制模式比例增益；
[0159] Ku一一开度控制模式积分增益；
[0160] Kdi一一开度控制模式微分增益；
[0161 ] Tvi一一开度控制模式微分时间常数；
[0162] bP 永泰转差系数；
[0163] Δ ω (S)= ω (S)-Coq(S)--转速的拉普拉斯变换；
[0164] ω (s)--机组转速；
[0165] COo(S)--转速给定；
[0166] AY(S)=Yref-Y--开度偏差的拉普拉斯变换；
[0167] Y(s)-一机组导叶开度；
[0168] K ei5) 导叶开度给定；
[0169] Ypid 〇 \-1周节器输出的拉普拉斯变换。
[0170] 1.2当调节器选择功率控制模式时，模型中PID调节器的频率偏差到调节器输出 Ypidqut的传递函数可由下式表述。
[0172] 式中:Kp2--功率控制模式比例增益；
[0173] Ki2一一功率控制模式积分增益；
[0174] Kd2--功率控制模式微分增益；
[0175] Tv2-一功率控制模式微分时间常数；
[0176] ep一一永泰转差系数；
[0177] Δ ω (S)= ω (S)-COq(S)--转速的拉普拉斯变换；
[0178] ω (s)--机组转速；
[0179] COq(S)--转速给定；
一一功率偏差的拉普拉斯变换；
[0181] P1 ,,(-V) 功率给定；
[0182] pE(s)--发电机功率；
[0183] 2.模型验证
[0184] 利用电力系统分析综合程序(PSASP)提供的自定义模型功能，搭建如图4所示模 型，基于单机无穷大系统进行仿真计算，通过改变参考频率模拟一次调频试验。其中发电 机、水轮机调节系统参数均采用实测参数。仿真与实测功率对比曲线如图12-图15所示，对 应的仿真与实测功率误差如表1-表4所示。误差标准基于DL/T1235-2013《同步发电机原动 机及其调节系统参数实测与建模导则》。
[0185] 表1开度模式一次调频机频上阶跃仿真与实测误差对比一览表
[0187]表2开度模式一次调频机频下阶跃仿真与实测误差对比一览表
[0189]表3功率模式一次调频机频上阶跃仿真与实测误差对比一览表
[0191 ]表4功率模式一次