水力机组控制系数基于改进二次性能指标的调节参数最优整定

本文介绍了单输入控制系统误差函数为零阶系统时的二次性能指标损失函数的求解方法。在此基础上，推导出误差函数为一阶系统时二次性能指标损失函数的解析表达式。导出了装置PID型调整器和转桨式水力发电机组带孤立负荷运行，投入电网运行时含有22个影响调节品质的有关参数的损失函数解析表达式，以及理想PI型调速器和混流式水力发电机组控制系统调节参数最优整定值的解析表达式。根据水力发电机组控制的特点和电力系统对控制的性能要求，提出的确定水力发电机组控制系统实际调节参数最优整定值的方法，即改进二次性能指标法，对发展最优控制理论应用于水力发电机组的控制具有实用价值。     

基于GA的BP神经网络智能PID控制在水力发电机组中的应用

水力发电机组是一个非线性、时变系统,常规PID控制不能达到较好的控制效果。提出了一种基于GA遗传算法、BP神经网络和RBF神经网络的智能PID控制方法。分别讨论了智能控制系统的结构,如GA,BP,RBF以及水电机组的数学模型;对水电机组采用智能PID控制器和常规PID控制器的动态特性进行分析。结果表明,采用智能PID控制器的水电机组具有更好的控制精度和动态特性。     

水力发电机组PID控制器的参数特性

从PID参数变化对频率特性影响出发,通过频率带宽分析,讨论了水力发电机组PID控制器参数变化对其频率特性的影响,并得出了相应的特性。实例分析表明,应用参数变化对频率的影响特性进行水力发电机组PID控制器的参数整定,将使水力发电机组获得良好的动态特性和调节品质。     

基于改进萤火虫算法的水电机组调速器PID参数优化

针对水电机组PID参数优化问题,在分析水电机组调节系统特性和PID寻优适应度函数的基础上,基于萤火虫算法建立了水电机组调速器PID参数寻优模型。针对空载工况下4%频率扰动仿真试验和10%负荷扰动试验,获得改进萤火虫算法和标准萤火虫算法下的PID最优解。研究表明:改进萤火虫算法所获得的PID最优解不仅在扰动下超调量较小,过渡过程时间也较短,更利于系统的稳定。     

基于改进天牛须搜索算法的抽水蓄能机组调节系统优化控制

针对抽水蓄能机组调节系统PID控制器参数整定困难问题,提出了一种基于改进天牛须搜索算法的抽水蓄能机组PID控制策略。首先,构建了小波动情况下带有时滞的抽水蓄能机组调节系统的数学模型。其次,提出了一种融合自适应分数阶微积分与自适应更新步长的改进天牛须搜索算法。然后,采用改进天牛须搜索算法、天牛须搜索算法与粒子群算法,分别设计调节系统在空载与负荷情况下的PID控制器。最后,使用各个算法优化的PID控制器进行调节系统的空载频率扰动与负荷波动工况仿真实验。结果表明：所提出算法可以整定出最为合适的PID控制器参数,在不同时滞作用下调节系统均取得更好的控制效果。该研究为抽水蓄能机组调节系统PID控制器的设计提供了新思路。     

变参数PID算法在三峡地下电站调速器的应用

针对机组负荷调节性能相对较差的问题,提出并实施了一套负荷调节控制改进算法。本文运用变参数PID算法对机组调速系统进行调节,并对其在三峡地下电站调速器的应用进行分析评估,实际应用表明该算法较大提升了机组调节性能,保证了机组的安全稳定运行。     

水力发电机组的模糊神经网络参数自整定PID控制及仿真

为适应水电机组的复杂工况和高指标的控制要求，提出了一种水力发电机组的模糊神经网络参数自整定PID控制系统．即利用多层神经网络构建模糊自适应PID控制算法，通过神经网络自学习能力在线提取模糊控制规则。优化控制器隶属度函数，根据不同时刻的误差e和误差变化ec，利用模糊逻辑控制，在线自整定PID参数，进一步完善了PID控制器的性能，提高了系统的控制精度。仿真实验表明：该控制器明显地改善了控制系统的动态性能，能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值。     

一种求解最优机组组合问题的随机扰动蚁群优化算法

针对蚁群优化算法中易出现的停滞现象，设计出一种新颖的随机扰动蚁群优化算法。该算法包含了两个重要方面：一是提出了采用倒指数曲线来描述的扰动因子；二是设计出了相应的随机选择策略和扰动策略。此外，还对该算法中参数的选取方法及取值范围进行了研究和探讨。利用该算法求解最优机组组合问题，并在模型的转化、约束项的处理等方面进行了深入的分析。通过对两个测试系统进行计算，并与基本蚁群算法进行比较，证明了该算法可以有效地克服基本蚁群算法计算时间较长和容易出现停滞现象的缺陷，具有更好的全局优化能力。     

提高调速器现地控制单元运行稳定性措施探讨

介绍了小浪底水力发电厂调速系统出现的功率波动、功率异常升高和降低等运行不稳定的情况及其预防措施，并提出了对机组控制系统设计中的改进建议，可以供同类型机组运行和设计参考。     

PID调节的控制原理与参数优化

正确理解PID参数的变化对水力发电设备控制系统运行的影响,在水电站运行维护工作中修改PID参数,有助于及时发现问题和预判,本文重点介绍了工程设备中PID参数的控制原理和优化方法,供广大同行参考。     

蚁群算法求解梯级电站短期优化调度改进研究

本文提出一种改进蚁群算法(Improved ant Colony Optimization Algorithm)求解梯级水库群短期优化调度问题。该算法的改进主要包括嵌入邻域搜索的单库轮换寻优、基于出力反推的初始解生成技术和约束优先的目标函数比较方法。以四川某中型流域梯级三级电站联合运行为背景,对蚁群算法和改进蚁群算法的求解质量和收敛性进行比较,实例验证表明,改进蚁群算法可以获得较好的优化调度结果。     

Application Research of the Improved Overall Temporal and Spatial Economic Operation Model Based on Information Entropy in Large-Scale Hydropower Station

For the high dimensional and complex inner-plant economical operation problem of large hydropower station, an improved ant colony optimization with adaptive ability, inspiring ability and local search ability was proposed. Spatial optimal load distribution model and temporal unit commitment model was combined into an overall temporal and spatial economic operation model, in which an innovative ant colony model of multiple ant colonies, multiple outsets and multiple routes was adopted. Information entropy was applied to adjust the path selection strategy and pheromone updating strategy of ant colonies along with the change of its value during the iteration. Two inspiring factors were applied in the algorithm to guide the ant colonies to search for optimal paths in a more efficient and targeted way. Local search ability was guaranteed by local translation of unit start-stop points of the optimal solution in each iteration. In the optimal load distribution model, optimal distribution table was set in advance using dynamic programming, which only took account of the stable operation regions and avoided the cavitation and vibration areas for the security and stability of units. The proposed method is applied to the Three Gorges Hydroelectric plant. Compared with other methods under different water heads, this method shows optimized result under the premise of both calculation speed and stability.     

水轮机调节系统的一种智能控制策略

将模糊控制和神经控制相结合,设计出一种单神经元模糊自适应控制器的控制策略.该控制策略充分利用了模糊逻辑对非线性的逼近性和神经控制自适应的特点.将该控制策略应用于某水电站混流式发电机组,在两种工况下进行仿真计算,仿真结果表明,该控制策略比常规PID控制系统具有更好的动态性能和适应性.     

蚁群算法求解梯级水电厂日竞价优化调度问题

应用蚁群算法(Ant Colony algorithm,ACA)，即利用蚂蚁群体相互协作和邻域搜索寻找功能，求解梯级水电站日竞价优化调度问题。计算中定义水库调度线为蚂蚁路径，利用状态转移、信息素更新和邻域搜索，不断调整路径逐步向最优值逼近。计算结果表明，梯级电站电量时空分配合理，并且满足约束条件，该算法可以求解具有复杂约束条件的非线性梯级优化调度问题。     

改进的蚁群算法在溶质运移参数识别问题中的应用

非饱和土壤水分和溶质运移参数(扩散率、导水率和水动力弥散系数)取值范围较大,往往跨越几个数量级。采用传统离散化蚁群算法求解此类问题,所需节点较多,这会造成算法收敛时间较长。该文在传统蚁群算法基础上,对蚂蚁搜索路径进行改进,改进后的蚁群算法寻优路径由参数精度位数(整数位和小数位)、参数个数以及0–9十个数字构成,并将路径解码公式修改为具有判别参数正负功能的解码公式。采用改进的连续蚁群算法对非饱和溶质运移参数识别优化模型进行求解。数值模拟表明相同迭代次数下改进的蚁群算法比传统蚁群算法耗时少,算法计算时间与迭代次数满足线性关系,含水率和溶质浓度实测值与计算值吻合较好、相关性较高。     

模糊理论在水轮发电机组故障诊断中的应用

以模糊理论为基础，结合水轮发电机组的结构设计，运行工况，现场运行人员和专家的经验，分析了故障与征兆之间的模糊关系，形成了水轮 发电机组诊断规则，建立了水轮发电机组模糊诊断自适应修正数学模型，并用某水电厂具体故障实例加以分析，诊断，验证，结果证明了该数学模型的合理性和适用性。     

李家峡水电站机电设计

李家峡水电站接入系统与电气主接线按３３０ｋＶ一级电压与５回出线设计，发电机与变压器组合方式采用单元接线，３３０ｋＶ侧采用３／２断路器接线。机组与附属设备方面：水轮机为竖轴混流式，机型为ＨＬＤ２０３－ＬＪ－６０３；发电机为半伞式结构，型号为ＳＦ４００－４８／１２８００；调速器采用并联ＰＩＤ微机电液型；发电机采用自并激静止可控硅励磁，励磁调节器为ＰＩＤ数字式。发电机采用ＨＥＫ６型户内强风冷ＳＦ６断路器。主变选用双线圈三相整体式，型号为ＳＳＰ７－４５００００／３３０。开关站采用户内ＧＩＳ方案。电站采用以计算机监控为主，ＰＬＣ功能子系统为辅的监控模式。机组为双排布置，上游２台下游３台。     

基于蚂蚁算法的水电站短期优化运行研究

利用蚂蚁算法的转移搜索和邻域搜索机制,构造了水电站短期优化运行蚂蚁算法模型.实例证明,蚂蚁算法能够解决具有复杂约束的水电站短期优化运行问题,算法编程简单,易于实现.为水电站短期优化运行提出了一种新的、有效的方法.     

ESA-1型SiC非线性电阻灭磁装置在线监测系统的研制及应用

大型水电机组普遍采用SiC非线性灭磁电阻进行灭磁,实时监测SiC非线性灭磁电阻事故灭磁过程中及灭磁后的特性,对于大型机组的安全运行至关重要。ESA-1装置研制目标是对SiC非线性灭磁电阻进行在线监测。本文论述了该系统在白山300MW水电机组上的应用情况,并对现场实测结果进行了初步分析,分析结果表明该系统可满足大型水电机组灭磁装置的在线监测需求。此外,该系统也适用于汽轮发电机等其它类型机组灭磁装置的在线监测。     

Partially and Fully Constrained Ant Algorithms for the Optimal Solution of Large Scale Reservoir Operation Problems

This paper presents a constrained formulation of the ant colony optimization algorithm (ACOA) for the optimization of large scale reservoir operation problems. ACO algorithms enjoy a unique feature namely incremental solution building capability. In ACO algorithms, each ant is required to make a decision at some points of the search space called decision points. If the constraints of the problem are of explicit type, then ants may be forced to satisfy the constraints when making decisions. This could be done via the provision of a tabu list for each ant at each decision point of the problem. This is very useful when attempting large scale optimization problem as it would lead to a considerable reduction of the search space size. Two different formulations namely partially constrained and fully constrained version of the proposed method are outlined here using Max-Min Ant System for the solution of reservoir operation problems. Two cases of simple and hydropower reservoir operation problems are considered with the storage volumes taken as the decision variables of the problems. In the partially constrained version of the algorithm, knowing the value of the storage volume at an arbitrary decision point, the continuity equation is used to provide a tabu list for the feasible options at the next decision point. The tabu list is designed such that commonly used box constraints for the release and storage volumes are simultaneously satisfied. In the second and fully constrained algorithm, the box constraints of storage volumes at each period are modified prior to the main calculation such that ants will not have any chance of making infeasible decision in the search process. The proposed methods are used to optimally solve the problem of simple and hydropower operation of “Dez” reservoir in Iran and the results are presented and compared with the conventional unconstrained ACO algorithm. The results indicate the ability of the proposed methods to optimally solve large scale reservoir operation problems where the conventional heuristic methods fail to even find a feasible solution.