西南电网水电机组一次调频性能与AGC控制策略优化

西南电网异步联网运行以来电网结构和电网特性发生较大变化。从调速系统控制模式及一次调频与AGC配合策略方面对水电机组一次调频性能进行了分析。基于变步长(variable-step)求解器、四阶-五阶Runge-Kutta算法求解微分方程,构建水电机组整个调速系统及监控系统中频率到PID、开度反馈,AGC到开度给定、功率反馈的数学模型;结合刚性水轮机模型,分析小网-开度模式下水电机组一次调频性能特点,提出了一种新的一次调频与AGC配合策略模型。通过建模仿真计算及现场试验,显著提高了水电机组一次调频能力。     

拉西瓦水电站机组一次调频性能优化

针对拉西瓦水电站机组和调速系统特点,同时考虑水电机组一次调频过程功率反调的情况,对机组一次调频参数进行了优化,对存在的一次调频与监控系统自动发电控制(AGC)(二次调频)不匹配问题进行了优化改进,确保一次调频与监控系统AGC两者均能正常发挥作用.     

水电机组一次调频贡献电量影响因素研究

采用数值仿真的方法开展了水电机组一次调频贡献电量的影响因素分析,建立了水电机组一次调频仿真数学模型,采用实际电网频率变化过程作为调速器频率输入,分别对调速器在开度模式和功率模式下的一次调频过渡过程进行了仿真计算,分析了调速器参数、水轮机非线性特性及水流惯性时间常数对一次调频贡献电量的影响。通过研究可知: 增大调速器 PID 参数或降低调差率可提升一次调频贡献电量,水轮机在最小水头下一次调频贡献电量明显偏低,调速器开度模式下水轮机水头和负荷变化对一次调频贡献电量的影响更大。而且,水流惯性时间常数 Tw 越大一次调频贡献电量越小。研究成果明确了调速器参数、水轮机特性以及水流惯性对水电机组一次调频贡献电量的影响规律,对水电机组的优化运行具有重要的指导意义。     

水电机组一次调频贡献电量影响因素研究

采用数值仿真的方法开展了水电机组一次调频贡献电量的影响因素分析,建立了水电机组一次调频仿真数学模型,采用实际电网频率变化过程作为调速器频率输入,分别对调速器在开度模式和功率模式下的一次调频过渡过程进行了仿真计算,分析了调速器参数、水轮机非线性特性及水流惯性时间常数对一次调频贡献电量的影响。通过研究可知:增大调速器PID参数或降低调差率可提升一次调频贡献电量,水轮机在最小水头下一次调频贡献电量明显偏低,调速器开度模式下水轮机水头和负荷变化对一次调频贡献电量的影响更大。而且,水流惯性时间常数Tw越大一次调频贡献电量越小。研究成果明确了调速器参数、水轮机特性以及水流惯性对水电机组一次调频贡献电量的影响规律,对水电机组的优化运行具有重要的指导意义。     

水电机组一次调频PID参数全水头适应性研究

水电机组在电力系统中主要承担调频、调峰任务,其一次调频功能对整个电力系统安全运行起着非常重要的作用。本文以某巨型水电站700 MW水电机组为例,将高水头下的PID参数应用于低水头一次调频阶跃扰动试验,分析开度模式和功率模式的一次调频性能指标,探究机组的一次调频PID参数在全水头范围内的适应性,为巨型电站一次调频控制策略制定提供理论支撑,以满足电网运行需求,实现最优控制。     

水电机组一次调频试验探讨

水电机组一次调频试验是优化和考核机组一次调频性能最直接、有效的方式,但目前该试验还无统一的方法,且一次调频方面的资料与规定大多是相对火电机组而言,有的规定对水电机组不一定合适.文中分析了发电机组一次调频的作用和现行水电机组一次调频的试验方法、考核指标;结合某水电站机组的一次调频试验,具体分析了调速器参数对水电机组一次调频性能的影响,并认为水电机组一次调频性能考核试验应规定具体的试验方法.     

水轮机调速器控制方法一次调频性能分析

水轮机调速器控制方法对一次调频性能影响较大,实际电站中大量存在小频差一次调频性能不合格情况。通过分析水轮机调速器的不同调节模式,提出了一种开度和功率双PID控制方法。搭建了基于非线性水轮机模型的仿真分析平台,分别分析了电站水头变化和不同频差时水轮机调速器不同控制方法的一次调频性能。分析结果表明：开度控制模式在不同运行工况下的一次调频性能指标差异较大,功率调节模式在小频差下会导致一次调频无响应或调节功率不够。变前馈+反馈功率控制方法和开度与功率双PID控制方法的一次调频响应功率与积分电量贡献在不同工况下的一致性较好,不同频差时的功率响应比和积分电量贡献比基本一致。     

提高水电机组AGC与一次调频调节性能的关键技术问题探究与改进

分析了常规水电机组AGC调节和一次调频调节中的不足,提出了一种新的调节方式,并在银盘水电厂调速器中加以运用。实践表明改进调节方式后,水电厂AGC调节性能和一次调频调节性能有较大提高,满足了两个细则考核要求。     

浅析水电厂AGC与一次调频的配合

根据自动发电控制(AGC)、一次调频的应用情况,分析了目前AGC、一次调频控制模式潜在的配合缺陷,这些配合缺陷限制了AGC、一次调频的调控效果.提出了利用频率、功率限制定值改进AGC与一次调频配合的原则,建议制定AGC与一次调频协调的技术标准.     

葛洲坝水电厂AGC调节与机组一次调频配合缺陷的解决方法

根据自动发电控制(AGC)和一次调频的应用情况,分析了目前葛洲坝水力发电厂AGC及机组一次调频控制模式潜在的配合缺陷,这些配合缺陷限制了其调控效果.提出了利用AGC延迟控制的方法改进AGC与一次调频配合的原则,通过试验和实际运行,取得了良好的效果.     

二滩水电站机组一次调频存在的问题及改进建议

阐述了二滩水电站机组一次调频的现状,并以2号机组一次调频的运行情况为例,分析了其一次调频执行功效受到影响的主要原因。指出了目前二滩水电站机组自动发电控制(AGC)、一次调频控制模式存在的配合缺陷,提出了优化改进的措施。     

长江科学院水电机组控制设备技术最新进展与展望

当下我国水电事业进入了高质量发展的新阶段。针对水轮机调速器和同步电机励磁两个专业领域的技术现状进行了阐述,展现了控制理论研究和特种机型调节模式方面取得的进展,以及双核励磁调节器的主要技术特点,综述了长江科学院近10多年来在水电机组控制设备技术创新、产品创新和行业标准制定等方面的主要研究成果。并对水轮机调速器和同步电机励磁技术为实现“碳达峰”与“碳中和”目标作出更大贡献的发展前景进行了展望,指出研究人员必须提高调速系统与励磁系统的可靠性和智能性,并做到自主可控。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(二)电网负荷频率控制仿真研究

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性；通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

机组GD^2和PID调速器参数的优化设计

本文首先通过对孤立运行机组、理想PID调速器、冲击式水轮机、刚性水击条件下频率调节质量指标与机组GD^2、调速器参数、水轮机工况及负载自调节系数的函数关系的研究，在波动次数最少、频率最大偏差相对值趋于最小的条件下，得出了确定机组转动惯量GD^2和PID调速器参数最优组合的连锁公式.然后研究了考虑接力器时间常数Ty、水流和管壁弹性条件下GD^2和调速器参数连锁方程的修正.最后介绍了这些连锁方程在两个实际水电站设计中的应用。     

参数自适应模糊PID控制器及其在水电机组调速器中的应用

由于水电机组调速系统控制对象———水轮机的运行工况在不断变化，描述水轮机动态特性的数学模型及引水系统的模型参数时刻发生变化，常规PID控制的应用受到限制。文中引入了模糊控制理论，使用参数自适应模糊PID控制器替代常规PID控制器，通过仿真结果显示，对水电机组过渡过程的控制具有明显的效果。     

改进蚁群算法优化PID控制在水力发电机组中的应用研究

水力发电机组是一个非线性、时变系统,常规PID控制不能达到理想的控制效果。提出一种基于改进蚊群算法的PID参数优化方法,讨论了蚁群算法的模型,水力发电机组的模型,对蚁群算法的不足进行改进,并给出了算法的具体实现步骤。实验结果表明,采用改进蚁群算法PID控制器的水电机组具有更好的控制精度和动态特性,验证了该方法的可靠性和有效性。     

基于遗传算法的水轮发电机组模糊PID控制研究

水轮发电机组是一个复杂的非线性系统,水轮机调节系统常规PID控制不能根据水轮发电机组的动态过程自动调整PID控制参数。因此,常规PID控制很难满足高性能控制要求。结合遗传算法和模糊PID控制的优点,用模糊推理在线整定PID控制参数,利用遗传算法优化模糊PID控制系统的模糊控制规则。仿真结果表明,这是一种非常有效的控制策略,其控制品质较传统PID控制系统有很大的改善和提高。     

基于遗传算法的自适应PID型水轮机调速器研究

传统水轮机调速器的控制规律都是采用定常参数PID调节,很难适应机组工况变化而获取理想的性能。针对该问题,提出了一种新的基于遗传算法的自适应PID控制算法,该算法利用遗传算法对自适应PID型调速器的3个参数bt,Td,Tn进行优化,以获取全工作域的最优性能。仿真实验表明,在机组的不同运行状态、不同工况下,遗传算法都能获得更为理想的寻优效果。