(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211312446.9 (22)申请日 2022.10.25 (71)申请人 四川华能康定水电有限责任公司 地址 626003 四川省甘孜藏族自治州康定 市鸳鸯坝四川华能康定水电有限责任 公司 (72)发明人 鲁航　何伟焕　杨欢　叶剑　 (74)专利代理 机构 南京禹为知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32272 专利代理师 刘子奇 (51)Int.Cl. H02J 3/24(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种水轮发电机组调速器一次调频功能评 价方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法及系统， 包括： 调用调速器 至监控的modbus通信协议， 直接采集调速器系统 一次调频功能相关参数， 并收集至监控系统数据 库； 本地搭建一台与监控系统直连的本地服务 器， 并开发关系型数据库， 将已收集到监控系统 数据库里的相关参数迁移同步至本地数据库进 行储存； 利用数据清洗和数据分析对参数进行统 计、 筛选和算法分析， 并对达标情况和动作情况 评价进行图表可视化显示。 本发 明涉及的变量参 数具有同源性、 良好的实时性和同时性， 可极准 确地反应调速器的变化情况； 本发 明数据具有低 延时和高精度的特性， 实用性强， 经济效益明显； 本发明可针对电网侧考核进行申诉同时保证数 据精确和评价可靠 。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115498658 A 2022.12.20 CN 115498658 A 1.一种水轮发电机组调速器一次调频功能评价方法， 其特 征在于， 包括： 调用调速器至监控 的modbus通信协议， 采集调速器系 统一次调频功能相 关参数， 并收 集至监控系统数据库； 本地搭建一台与监控系统直连的本地服务器， 并开发关系型数据库， 将已收集到监控 系统数据库里的相关参数迁移同步至 本地数据库进行储 存； 利用数据清洗和数据分析对参数进行统计、 筛选和算法分析， 并对达标情况和动作情 况评价进行图表可视化显示。 2.如权利要求1所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 调用调速器至监控的modbus通信协议， 直接采集调速器系统一次调频功能相关参数， 并收 集至监控系统数据库包括， 通过串口通讯的方式直接读取调速器寄存器数据， 实现对调速器系统的全部寄存器数 据的超低 延时实时采集， 并通过modbus通信协 议选取所有寄存器数据中所需相关参数并上 送至监控系统数据库； 其中， 相关参数包括 开关量和模拟量。 3.如权利要求2所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 所述开关量和模拟量包括， 开关量为一次调频投入信号和一次调频动作信号； 模拟量为机组有功 功率、 机组导叶开度、 电网频率以及调速器PID给定值； 其中， 一次调频投入信号 为调速器功能投入与否； 若调速器功能投入， 则每 个采样间隔的值都是1； 若调速器功能未投入， 则每 个采样间隔的值都是0； 其中， 一次调频动作信号 为调速器功能是否动作； 若调速器功能有动作， 则每 个采样间隔值是1； 若调速器功能无动作， 则每 个采样间隔值是0 。 4.如权利要求1所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 本地搭建一台与监控系统直连的本地服务器， 并开发关系 型数据库， 将已收集到监控系统 数据库里的相关参数迁移同步至 本地数据库进行储 存包括， 本地服务器数据库使用sql  server数据库， 读取监控系统数据库中调速器的相关参 数； 监控系统采用Oracle数据库， 使用原有监控系统数据库部分配置， 增加 modbus通信协 议上送的参数表， 同时配置足够容量的磁盘矩阵， 长时间保存机组运行过程中机组的电气 和振摆的实时数据。 5.如权利要求1所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 所述数据清洗包括， 在所述监控系统送至 本地服务器的过程中， 对数据进行筛 选， 仅保留所需相关参数； 在相关参数分析 过程中， 增 加机组常量进行计算； 其中， 机组常量为机组调速器一 次调频人工死区、 机组永态转差系数、 机组额定有功功 率以及调速器自身采样周期； 增加统一时间戳， 保证评价结果的实时性以及便于与其他方式方法的考核内容相比权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115498658 A 2较； 考虑调速系统动作的时间及功率变化的时间， 同时考虑在上一 次动作后需间隔机组功 率按照电厂指令恢复的时间。 6.如权利要求1所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 所述数据分析包括， 动作、 有效动作判断， 方向正确性判断， 计算实际积分电量以及计算 一次调频贡献率； 动作、 有效动作判断， 具体步骤如下： 若|f‑50|＞0.05Hz， 且DO1＝1、 DO2＝1， 则得到当次一次调频动作起始时间； 若|f‑50|≤0.05Hz， 则得到当次一次调频动作结束时间； 若t1＞0， 则判断为当次一次调频动作； 若t2‑t1≥20s、 t1 ‑ty≥10s且t1 ‑tx≥60s， 则判断为当次一次调频有效动作； 其中， f为电网频率， D O1为一次调频投入信号， D O2为一次调频动作信号， t1为当次一次 调频动作起始时间， t2 为当次一次调频动作结束时间， tx为上一次动作起始时间， ty为上一 次动作结束时间； 方向正确性判断， 具体步骤如下： 从t1时刻起， 若f ‑50＞0.5Hz， 则P1≥Px， 判为方向错 误， 而P1＜Px， 判为方向正确； 从t1时刻起， 若5 0‑f＞0.5Hz， 则P1＞Px， 判为方向正确， 而P1≤Px， 判为方向错 误； 其中， P1为t1时刻的机组有功功率， Px为P1上一个采样时刻t1 ‑Δt的值， Δt为调速器 自身采样周期。 7.如权利要求6所述的一种水轮发电机组调速器一 次调频功能评价方法， 其特征在于： 所述计算实际积分电量以及计算 一次调频贡献率包括， 计算实际积分电量， 具体公式如下： 其中， t1为|f ‑50|＞fsq的时刻， t2为|f ‑50|≤fsq的时刻， fsq为机组调速器一次调频 人工死区， P1为t1时刻机组有功功 率且取值为t1时刻前5秒的平均值， P2为t2时刻机组有功 功率， 若t 2‑t1＜60s， 则积分时长取t 2‑t1， 若t2‑t1≥60s， 则积分时长取6 0； 计算6‑60s理论积分电量， 具体公式如下： 其中， Δf(t)是t时刻， 电网频率超出50 ±fsq的数值， 高频为正值， 低频为负值,ΔP(Δ f， t)为t时刻动作增 减负荷的功率变化量， He为理论积分电量， Kc为机组永态转差系数， Pn 为机组额定有功 功率， 在t时刻， 若f＞5 0， 则Δf(t)＝f(t) ‑50‑fsq； 若f＜50， 则Δf(t)＝f(t) ‑50+fsq；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115498658 A 3