水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

介绍了水轮机调节系统建模及其分析方法。仿真模型是基于 MATLAB Simulink建立的,能实现水轮机调节系统空载运行、甩100%额定负荷、接力器不动时间、孤立电网运行和一次调频等动态过程的仿真。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数（调节对象）和水轮机控制系统（调速器）参数对水轮机调节系统动态特性的影响。     

负载工况水轮机变速运行仿真研究

针对变速水电机组调节控制的研究需求,本文在研究可变速水轮机调速控制系统动态模型和控制策略的基础上,搭建了可变速水电机组的MATLAB/Simulink仿真平台,开展了变速水轮机组大幅度增/减负荷动态过程仿真,分析了电液随动系统接力器动作速度限制、电液随动系统滞后时间对变速机组减负荷过程的影响。仿真研究表明：（1）本文提出的基于接力器行程误差、转速误差的双闭环PID控制器能够同时实现水轮机转速、导叶开度的无差调节;（2）变速机组大幅度减负荷过程对水轮机而言相当于常规水电机组的甩负荷过程,伴随着转速、水压过高/低的情况;（3）电液随动系统滞后时间、动作速度对变速水轮机负载工况下转速、接力器行程、水轮机水压、单位参数的动态响应过程影响显著,限制了负载工况一次调频、负荷调节的幅度。     

水轮机调节系统的动态过程特性

定义了水轮机调节系统受到大扰动（空载频率扰动、机组甩100%额定负荷和孤立电网运行）后动态过程的3种典型类型。通过水轮机调节系统仿真,详细分析了各个大扰动工况下3种类型的动态过程特性,并简要分析了动态过程特性类型与调速器比例-积分-微分（PID）参数的关系。     

缩短甩负荷后水轮机调速器的调节时间

水轮机调速器是水轮发电机的重要控制设备，甩额定负荷后的调节时间是其主要技术指标之一，我国和国际电工委员会（IEC）有关标准均有严格规定，本文对影响甩额定负荷后水轮机调速器调节时间的因素做一综述，并就如何按IEC标准要求调整调速器参数，开发微机电调甩负荷变参数功能，以达到缩短调节时间的目的进行了探讨。     

水力机组系统参数全局敏感性分析

以水力机组系统为研究对象,提出水力不平衡力解析表达式连接传统水电调节系统模型和机械子系统模型,从而构建系统的整体耦合动力学模型。采用扩展傅里叶幅度检验法（extended Fourier amplitude sensitivity test, EFAST）对复杂水电系统模型典型参数进行敏感性分析,以评估其对发电机角速度和转子质心偏移敏感特性。研究结果：（1）机组综合自调节系数、转轮进口直径、转轮出口直径、水轮机额定流量和主接力器额定位移为发电机电角速度重要敏感参数;（2）发电机转子质量偏心、水轮机转轮质量偏心、机组综合自调节系数、转轮入口直径、转轮出口直径、转轮入口直径和主接力器额定位移为发电机转子质心水平偏移敏感性参数;（3）质心主要敏感性参数与其他参数相互作用对X方向和Y方向振动摆度影响有明显区别;（4）发电机转子质心振动偏移参数敏感性强于发电机角速度值。因此,利用该模型分析具体电站振动演化时,模型调参顺序为先校准发电机角速度值,在校准心振动偏移参数。该研究为复杂水电系统模型个体化应用和模型调参提供重要科学指导依据。     

水轮机调节系统的空载特性仿真

介绍了水轮机调节系统空载动态特性的仿真结果,给出了空载频率波动和空载扰动的仿真曲线。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数（调节对象）和水轮机控制系统（调速器）参数对水轮机调节系统空载动态特性的影响。     

350MW超临界机组甩负荷试验过程分析

介绍了哈汽350MW超临界机组50%及100%甩负荷试验工况下调节系统的运行和调节特性,计算了机组调节系统的特性参数,并对试验中出现的问题进行了分析,对同类型机组甩负荷试验提出了建议。     

水轮机调节系统一次调频及孤立电网运行特性分析及仿真

介绍了水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的仿真结果,给出了一次调频运行的动态仿真曲线。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数（调节对象）和水轮机控制系统（调速器）参数对水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的影响。     

200MW汽轮机调节系统甩负荷动态特性辨识仿真

介绍了200 MW调节系统。通过甩100 MW(50％负荷)动态特性辨识和仿真,进行甩额定负荷仿真。     

某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真分析

本文介绍了某抽水蓄能电站某次甩负荷试验,并基于全特性空间曲面描述的水泵水轮机调节系统非线性仿真模型,对电站甩负荷试验的过渡过程进行计算。通过对实测数据与仿真计算结果的比较分析,二者结果吻合较好,验证了仿真的可行性。仿真也指出机组可能存在的问题,对机组运行也具有一定指导意义。     

水轮机调节系统非线性扰动解耦控制

该文针对水轮机调节系统非线性、时变、非最小相位的特点，采用微分几何非线性控制理论中的扰动解耦控制方法，设计了水轮机调节系统的非线性扰动解耦控制策略。在新控制策略中，除了机组转速偏差外，接力器行程偏差和有压引水系统水压力的变化也是控制信号的一部分。仿真结果表明该控制策略能有效的改善水轮机调节系统的动态性能，增强其鲁棒性和抗强干扰的能力。     

N600-24.2/566/566型汽轮发电机组甩负荷试验分析研究

通过分析N600-24.2/566/566超临界汽轮发电机组的特点,在进行各项准备的前提下,分别对其进行了50%和100%的甩负荷试验,考核检验汽轮发电机组调节系统动态特性及主、辅机设备对甩负荷恶劣工况的适应能力,并通过风险控制圆满完成甩100%负荷。     

汽轮机甩负荷转速飞升的两种计算方法及VB编程

介绍了常规法甩负荷转速飞升的两种计算方法静态预测法和动态分析法,分析了调节阀当量关闭时间、转子飞升时间常数等几个重要参数的选取方法,并通过五台不同类型机组甩负荷实例,采用理论与试验相结合的方法计算了汽轮机甩负荷最大飞升转速值,与试验结果有着较好的一致性。最后编制了调节系统测试诊断程序,为汽轮机调节系统的调节品质评价、机组甩负荷试验及安全稳定运行提供了参考依据。     

51—50—3型汽轮机功率限制器缺陷的消除

针对机组运行中油动机发生大幅度摆动的现象,分析了产生摆动的原因。根据油流扰动力的计算结果,对功率限制器结构进行改进,消除了摆动,保证了机组安全运行,在生产实践中得到验证。     

300 MW机组甩负荷试验超速原因分析与处理

火电厂汽轮机甩负荷试验的目的是考核汽轮机调节系统动态特性,评定调节系统的动态品质。根据某电厂300MW亚临界机组DEH控制逻辑的特点,针对两次50%甩负荷试验汽机超速现象,通过分析甩负荷试验动态过程和相关试验数据,得出OPC电磁阀没有动作是汽轮机超速的根本原因。最后用50%和100%成功甩负荷试验数据证实该机组的调节系统动态特性优良,对同类型机组甩负荷试验具有重要的借鉴和指导意义。     

抗燃油系统各调门油动机加装隔离装置

利港电厂一期汽轮机抗燃油控制系统是控制汽轮机各主汽门、调门油动机而设置的,系统压力很高,要求在11.4MPa左右。由于机组在设计安装时各单独油动机供油管路系统未设置独立隔离控制机构,以至给实际运行、检修过程带来许多不利因素。该文介绍了通过加装隔离装置可减少非计划停机次数,提高了经济效益。     

考虑死区的水轮机调节系统非线性自抗扰控制

针对含死区环节和机械时滞的水轮机调节系统,提出了一种改进状态误差反馈控制律的自抗扰控制方法。首先,考虑电液随动系统传动过程中存在的间隙特性,建立含非线性死区环节和机械时滞的水轮机调节系统数学模型。其次,通过坐标变换将具有死区和时延特性的状态空间方程转化为可控标准化数学模型。然后,引入PID积分环节,设计新型的自抗扰控制器,消除状态误差反馈控制律处理误差信号过程中出现的抖振现象。最终,基于Lyapunov稳定性定理,分析系统误差方程,证明了扩张状态观测器的收敛性。仿真结果表明,所提控制器在不同运行工况下的控制效果均优于PID控制和传统自抗扰控制,验证了所设计控制器的有效性和优越性,具有良好的参考价值。     

水轮机最优控制系统研究

本文应用现代状态反馈控制理论，结合水轮机(转速)调节系统的恒值调节要求，从水轮机控制系统状态反馈模型出发，给出了与常规水轮机调节系统相似的系统框图。并对二次型性能指标最优化控制参数与传统推荐最佳调节参数进行比较分析，得到这两种方法所对应的最优调节参数有较大差别，二次型最优控制效果明显优于常规PID控制。仿真结果表明：两者动态过程明显不同，前者的动态过程呈现完全的非周期快速稳定特点，而后者的动态过程则为衰减振荡过程。因此，在水轮机调速器中直接输入控制系统权矩阵代替常规的PID调节参数，能够根据人为要求实现期望的时域性能指标。