本发明属于抽水蓄能控制，更具体地，涉及一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法、装置和系统。
背景技术：
1、可变速抽水蓄能是解决风电、光伏等高随机性和间歇性能源大规模并网造成的电网稳定性降低等问题的重要途径，能有效提高电网对新能源的消纳水平。全功率变速抽蓄机组通过全功率变流器实现同步电机与电网的解耦，具有功率调节范围宽、响应快，运行灵活性高等优势，是抽水蓄能电站未来重要的发展方向之一。
2、通常，变速抽蓄机组采用功率优先控制，以实现对用户侧功率变化的快速响应，但这忽略了机组转速变化对系统稳定性的影响。如果水泵水轮机输出机械转矩的响应过慢，在转速跌落过程中水泵水轮机输出转矩始终无法与电磁转矩相平衡，系统转速将会一直跌落到阈值以下，最后造成整个系统的崩溃。目前，变速抽蓄系统的最优转速指令都是通过查表的方式获得，以实现整个系统能够运行在最高效率点。
3、然而，目前可变速抽水蓄能机组都只考虑了水力损耗，而忽略了电能变换过程中的功率损耗。这可能会导致系统虽然通过查表运行在最优水力效率点，但并没有运行在最优系统效率点，导致系统实际运行效率偏离系统真正的最优效率点。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法、装置和系统，其目的在于，解决可变速抽水蓄能机组控制过程中实际运行效率偏离真正的最优效率点导致控制效率低的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，包括：
3、构建表征各个运行工况下转速与水力效率之间映射关系的水力效率特征曲线；
4、构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线；
5、利用每个所述电气效率特征曲线为相同运行工况下所述水力效率特征曲线进行校正，得到各个所述运行工况下的目标效率特征曲线；
6、将每个所述目标效率特征曲线中最高效率点对应的转速记为最优转速，以获取记录有各个所述运行工况下最优转速的最优转速查找表；
7、根据当前运行工况从所述最优转速查找表找到对应的当前最优转速；将所述当前最优转速作为指令值下发到机侧控制器使其控制电机达到指定转速；根据所述当前最优转速计算出最优导叶开度并作为指令值下发到水侧调速器使其控制伺服系统使得导叶达到指定开度，实现对系统输出功率的控制。
8、在其中一个实施例中，所述构建表征各个运行工况下转速与水力效率之间映射关系的水力效率特征曲线，包括：
9、测量水泵水轮机在不同运行条件下的水头、转速和功率，求出不同水头和转速对应的不同运行工况下的水力效率，以绘制表征各个所述运行工况下转速与水力效率之间映射关系的水力效率特征曲线。
10、在其中一个实施例中，所述构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线，包括：
11、在抽水工况将各个所述运行条件下的系统状态参数输入公式，得到各个所述运行条件下表征电气效率ηe与转速n之间映射关系的电气效率特性曲线；
12、其中，pref为网侧的有功功率指令，pm为水泵水轮机的机械功率，b为为阻尼系数，ψs为定子磁链，rs为定子电流，pinv为逆变器的开关损耗。
13、在其中一个实施例中，所述抽水工况下的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pm与pref的比值。
14、在其中一个实施例中，所述构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线，包括：
15、在发电工况将各个所述运行条件下的系统状态参数输入公式，得到各个所述运行条件下表征电气效率ηe与转速n之间映射关系的电气效率特性曲线；
16、其中，pref为网侧的有功功率指令，pm为水泵水轮机的机械功率，b为为阻尼系数，ψs为定子磁链，rs为定子电阻，pinv为逆变器的开关损耗。
17、在其中一个实施例中，所述发电工况的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pref与pm的比值。
18、在其中一个实施例中，所述利用每个所述电气效率特征曲线为相同运行工况下所述水力效率特征曲线进行校正，包括：
19、将每个所述运行工况下的电气效率特征曲线中的电气效率与相同运行工况下所述水力效率特征曲线下水力效率相乘，得到每个所述运行工况下的目标效率，进而得到各个所述运行工况下的目标效率特征曲线。
20、按照本发明的另一方面，提供了一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制装置，包括：
21、第一构建模块，用于构建表征各个运行工况下转速与水力效率之间映射关系的水力效率特征曲线；
22、第二构建模块，用于构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线；
23、校正模块，用于利用每个所述电气效率特征曲线为相同运行工况下所述水力效率特征曲线进行校正，得到各个所述运行工况下的目标效率特征曲线；
24、获取模块，用于将每个所述目标效率特征曲线中最高效率点对应的转速记为最优转速，以获取记录有各个所述运行工况下最优转速的最优转速查找表；
25、控制模块，用于根据当前运行工况从所述最优转速查找表找到对应的当前最优转速；将所述当前最优转速作为指令值下发到机侧控制器使其控制电机达到指定转速；根据所述当前最优转速计算出最优导叶开度并作为指令值下发到水侧调速器使其控制伺服系统使得导叶达到指定开度，实现对系统输出功率的控制。
26、按照本发明的另一方面，提供了一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的方法的步骤。
27、按照本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的方法的步骤。
28、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
29、（1）本发明提供一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，利用每个所述电气效率特征曲线为相同运行工况下所述水力效率特征曲线进行校正，得到各个所述运行工况下的目标效率特征曲线；将每个所述目标效率特征曲线中最高效率点对应的转速记为最优转速，以获取记录有各个所述运行工况下最优转速的最优转速查找表；根据当前运行工况从所述最优转速查找表找到对应的当前最优转速，从而进行机侧控制和水侧控制。本发明利用考虑了电能变换过程中的电气效率的最优转速查找表进行全功率变速抽蓄控制方法，能够使整个全功率可变速抽蓄系统运行在真正的最高效率点上，从而提升控制效率。
30、（2）本方案通过测量水泵水轮机在不同运行条件下的水头、转速和功率，得到表征不同水头和转速对应的水力效率；该方式考虑了水泵水轮机在不同运行工况下的运行状态，实现了各种运行工况的数据获取，以便于后续建立精度较高的最优转速查找表。
31、（3）本方案在抽水工况下，利用构建电气效率特性曲线，该方式考虑了抽水工况下的电机、变流器的有功损耗，实现了抽水工况下电气效率的准确计算。
32、（4）本方案中所述抽水工况下的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pm与pref的比值，该方式考虑了抽水工况下的有功功率流动方向，实现了抽水工况下电气效率特性曲线的准确建立。
33、（5）本方案在发电工况下，利用构建电气效率特性曲线，该方式考虑了发电工况下电机和变流器的有功损耗，实现了发电工况下电气效率的准确计算。
34、（6）本方案中所述发电工况下的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pref与pm的比值，该方式考虑了发电工况下的有功功率流动方向，实现了发电工况下电气效率特性曲线的准确建立。
35、（7）本方案中将每个所述运行工况下的电气效率特征曲线中的电气效率与相同运行工况下所述水力效率特征曲线下水力效率相乘，得到每个所述运行工况下的目标效率，该方式考虑了系统最高运行效率和最高水力效率之间存在的偏差，通过计算电气效率对系统最高运行效率进行修正，实现了全功率变速抽蓄系统能够在任何工况下都能运行在真正的最高效率点。
1.一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述构建表征各个运行工况下转速与水力效率之间映射关系的水力效率特征曲线，包括：
3.如权利要求1所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线，包括：
4.如权利要求3所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述抽水工况下的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pm与pref的比值。
5.如权利要求1所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述构建表征各个所述运行工况下转速与电气效率之间映射关系的电气效率特征曲线，包括：
6.如权利要求5所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述发电工况的电气效率特性曲线中电气效率ηe为pref与pm的比值。
7.如权利要求1所述的考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制方法，其特征在于，所述利用每个所述电气效率特征曲线为相同运行工况下所述水力效率特征曲线进行校正，包括：
8.一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制装置，其特征在于，包括：
9.一种考虑电气损耗的全功率变速抽蓄控制系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
