水轮机调节系统控制策略的发展

概述水轮机调节系统的特点及其调速器的发展,着重介绍PID控制、自适应控制和智能控制的特点及其在水轮机调节系统中的应用.提出将多种控制策略相结合形成复合控制,将是水轮机调节系统控制策略的发展方向.     

水轮机调节系统控制策略综述

综述水轮机调节系统常规PID控制、自适应控制、智能控制和非线性控制的特点,指出模糊控制和专家控制精度较低;神经元网络控制学习速度较慢、易收敛到局部最小点;遗传算法可有效地解决参数寻优问题;非线性控制着眼于水轮机调节系统的非线性特性,控制效果较好.提出将非线性控制与其它控制策略相结合形成复合控制,将是水轮机调节系统控制策略的发展方向.     

智能控制技术在水轮机调节系统中的应用

概述了水轮机调节系统的特点以及智能控制技术的发展历史与现状，着重介绍了智能控制中模糊控制、神经网络控制、专家控制、遗传算法等的特点及在水轮机调节系统中的应用情况，并提出智能控制技术作为水轮机调节系统的一种新型控制技术必然朝着综合化、集成化方向发展。     

水轮机调节系统智能控制技术的研究

概述了水轮机调节系统策略的发展历史与现状;着重阐述了智能控制中专家控制、模糊控制和神经网络控制等该领域的主要研究方法和研究成果及其应用情况;并提出将多种控制策略相结合形成复合控制,将是水轮机调节系统控制策略的发展方向。     

水轮机调速器控制技术研究

文中针对水轮机调节系统非线性、时变、非最小相位的特点，介绍了水轮机调速器所采用常规PID控制、自适应控制、智能控制和非线性控制等控制技术，指出了这些控制方法的优缺点，并提出将非线性控制与其它控制策略相结合形成复合控制策略将是水轮机调节系统控制策略的发展方向。     

水轮机调节系统自适应滑模控制策略

水轮机系统惯性参数是影响水轮机调节系统动态特性的重要参数，传统控制方法大都是基于水轮机及其引水系统近似简化模型，很难改善水轮机调节系统动态特性。应用径向基函数神经网络逼近水轮机及其引水系统非线性特性，利用李雅普诺夫稳定性理论设计并证明水轮机系统惯性参数自适应估计律，设计了一种基于水轮机系统非线性特性和惯性参数估计的滑模鲁棒控制器，并完成仿真实验。仿真结果表明，该滑模鲁棒控制水轮机调节系统具有较高的跟踪精度、控制器输出抖振较小等优点，为水轮机调节系统高精度转速跟踪提供有效参考。     

BP网络模糊PID控制在水轮机调速器中的应用

为了改善水轮发电机组的动态调节品质,对神经网络控制在水轮机调节中的应用进行理论分析,将基于BP神经网络的模糊PID控制器应用于水轮机调速系统.仿真和实验结果表明,该控制器具有良好的调节品质,其控制作用对改善水电机组的动静态特性和对参数时变的适应能力等方面均优于常规PID调节器,为神经网络控制在水轮机调节系统中的应用打下了良好的理论基础.     

水轮机调节系统的非线性模糊预测控制研究

针对水轮机调节系统的非线性运动对水轮发电机组稳定性不利的问题,对水轮机调节系统的稳定控制进行研究。首先,基于模糊线性化理论,建立了水轮机调节系统的预测模型;其次,基于该模糊模型,为水轮机调节系统设计了相应的模糊预测控制器;最后,进行了数值仿真验证。结果表明:所设计控制方法有效,超调量较小,过渡时间较短,能使水轮机调节系统稳定运行。该方法可为相关水电站水轮机调节系统的稳定控制提供借鉴。     

水轮机调速器的自动化及其发展前景

综述了水轮机调节系统的组成、类型及工作原理,分析了调节系统中最为核心部分--调速器的自动化应用及发展前景,并结合实例论述了交流伺服控制型可编程水轮机调速器的特点及运行效果.水轮机调速器工作性能的优劣直接关系到水电站和机组运行的安全以及所生产电能的质量.     

新型FNNS控制策略在水轮机调节系统中的应用

针对水轮机调节系统非线性、结构参数变化范围较大等特点，提出了一种新型水轮机调节控制策略－－FNNS（模糊神经网络系统）与变参数控制相结合的智能控制系统，仿真研究表明，该系统能适应水轮机调节系统结构、参数变化较大情况下的控制要求。     

具有长引水系统的转桨式水轮机过渡过程计算

在水电站设计中,以新型调压阀及其控制系统替代传统调压井具有显著经济效益。基于自行研制的带调压阀的水轮机调速器实时仿真系统和包含水轮机、发电机、引水系统、水轮机调速器等环节在内的水轮机调节系统过渡过程计算软件,采用水轮机流量、力矩特性矩阵法表征水轮机动态特性,建立了刚性水击条件下一洞多机输水系统的数学模型;对带有主配压阀非线性特性的PID调速器,建立了带调压阀的转桨式水轮机调节系统数学模型。研究表明：通过计算只要保证水轮发电机组启动、空载扰动、带负荷、甩负荷自动调节工况下,水轮机调节系统过渡过程满足稳定运行要求,水电站就可以采用调压阀而不设调压井。最后,计算了某具有长引水系统的转浆式水轮机过渡过程,该电站水流惯性时间常数高达27 s,装有2台转桨水轮机、1台定桨式水轮机。计算结果表明,以调压阀代替调压井后,该水轮机调节系统稳定,满足调节保证要求。     

一洞三机条件下带调压阀的混流式水轮机调节系统过渡过程计算

为编制有关技术标准和推广采用调压阀代替调压井工程措施,开展了水轮机调节系统通用仿真程序的开发：研发了描述水轮机的非线性特性的数据文件;考虑了水击模型对水轮机调节系统过渡过程的影响;计算分析时认真考虑了水轮机调速器主配压阀非线性特性的影响;特别给出了一有压隧洞向三台水轮发电机供水时的水压力数学模型。通过计算证明：水轮发电机组自动启动、空载扰动自动调节、带负荷自动调节、甩负荷自动调节工况下,只要能满足水轮机发电机组稳定运行要求,就可以采用调压阀替代调压井。     

调节对象参数和运动特性随工况变化的分析

水轮机调节对象的许多参数都是随运行工况变化的。以调节对象线性化模型为基础，从1个实例计算人手，计算了不同工况下水轮机传递系数和发电机6个参数的变化情况，进而计算这些参数变化对捌节对象特征根的影响。通过汁算表明，其水力振荡衰减速度与出力有关．而系统的其他运动特性随工况变化较小。     

高精度模糊控制策略在水轮机调节系统中的应用

设计了高精度模糊控制器的输入、输出伸缩因子及模糊控制规则;对水轮机调节系统的电液随动系统建立一阶、三阶、五阶数学模型。分别用固定参数PID控制器、普通模糊控制器和高精度模糊控制器,对水轮机受负荷干扰、传递系数变化的情况进行了仿真研究,得出以下结论:(1)应以三阶电液随动系统模型为参考设计PID控制器;(2)在被控对象数学模型不够精确、参数发生变化或发生负荷扰动时,高精度模糊控制策略的动态特性好,鲁棒性强。     

水轮机调速系统建模参数测试理论与应用研究

介绍水电厂水轮机调速系统基本工作原理，描述了调速器建模参数的测试理论，对调速器现场参数测试条件与方法进行研究，为水轮机调速系统建模与仿真提供基础数据，确认水轮机调节系统在并网状态下的时域和频域响应特性。     

某300 MW机组水轮机调节系统参数实测及建模分析

为提高电力系统稳定分析计算的准确性和电网调度对试验机组生产调度的科学性,对某300 MW混流式水电机组进行水轮机调节系统控制参数测试和建模分析。以试验机组水力机械特性和调速系统实际控制逻辑为依据,兼顾调节控制的死区、限幅、延时、非线性函数等因素导致的非线性特性和仿真计算的方便简约性,在MatLab/Simulink中对水轮机调节系统的电气控制、液压系统和原动机3个环节进行建模;针对原动机环节分别建立了电力系统分析综合程序通用模型和自定义模型;对模型参数进行了现场实测和仿真辨识,并对电力系统分析综合程序通用模型和自定义模型进行比较分析。结果表明自定义模型参数能更好地反映机组设备本身的动态响应特性。该模型的建立为水电机组电力稳定计算分析领域的完善和发展提供了参考。     

水轮机调速系统特性模拟分析

在水轮机调速系统静态特性和暂态过程模拟研究中，提出了能满足不同工况下的水轮机透平静态机械特性模拟方法，介绍了考虑诸多因素的调速系统模拟．试验表明：此方法能正确反映原型系统特性．