混流式和轴流定桨式水轮机的动态特性

重点论述了混流式和轴流定桨式水轮机的动态特性。文中首先给出了水轮机调节系统的一种新稳定域图,应用该图分析了调速器和调节对象参数对稳定域的影响。业已证明,Hovey和S.Hagihara所研究的稳定域图仅是本文当e_n=0和理想水轮机条件下新稳定域图的一不特例。文中讨论了调速器参数对调节品质的影响,研究了几种真实水轮机的动态特性,并给出了三种典型水轮机的最优运行区。     

抽水蓄能机组调速器双微分通道的PID控制算法

抽水蓄能机组在低水头下启动运行时,受水泵水轮机"S"形特性的影响,空载工况下机组的单位转速相对较大,很容易进入反水泵工况区,导致不稳定运行。为了提高低水头下抽水蓄能机组的空载运行稳定性,在现有PID调节器的结构上增加了一个微分通道,研究了采用双微分通道的PID调速器控制算法。仿真计算证明,采用双微分通道进行调节,调速器微分环节在较宽的调节范围内都起作用,有效减小了抽水蓄能机组"S"形特性的影响,提高了机组在低水头空载时的稳定性。     

水轮机调速器参数的测试

本文提出了水轮机PID调速器的各参数(暂态转差系数b_t、缓冲时间常数T_d、加速时间(?)数T_a及比例增益K_p、积分增益K_t、微分增益K_D)一种新的测试方法,并推算出当永态转差系数b_p=0时这些参数的数字关系,此测试方法较简便,测试结果准确,此测试方法的数字概念也较清晰。     

水轮机调速器系统抽动故障及其消除措施

因设计缺陷或运行环境因素的影响,水轮机调速器系统主配压阀阀芯会在平衡点随机上下抽动,引起机械液压系统抽动,严重影响了水轮发电机组的安全稳定运行。从水轮机调速器的原理、设备部件结构、软件优化等方面分析了水轮机调速器系统产生抽动的原因,提出了相应的防止抽动的措施,从工程上解决了水轮机调速器系统出现的不稳定问题。     

PID算法对水轮机调节系统的稳定域影响

本文提出一种改进的水轮机微机调速器PID控制算法,并建立了采用原始PID算法和改进PID算法的水轮机调节系统的离散数学模型,给出了调节系统的稳定域边界控制方程,并对两种PID算法的调节系统稳定域进行了分析比较。结果表明,改进PID算法消除了延时环节引起的误差,比原始PID算法的精度高,运算速度快;采用改进PID算法较采用原始PID算法的调节系统稳定域大。     

水轮机调速器的发展

本文讨论了大型水轮机电液调速器的发展问题。第一部分主要概述各个发展阶段水轮机电液调速器的特点、传递函数及调节规律;第二部分叙述了国内已运行的水轮机调速器现状及差距;第三部分主要讨论了我国今后水轮机电液调速器发展方向,建议开展职能单元积木式电液调速器的研制工作。这种调速的主要特点是:它是积木组合式的,全部调节功能在电子控制部分实现,具有比例-积分-微分调节规律,因而具有较小的转速死区和较好的速动性,并且有利于生产的标准化系列化,有利于使用的调试和检修,有利于提高水电站及电网的自动化水平。     

水轮机微机调速器PSD-BPA模型及应用

为给电力系统暂态稳定分析提供适用于水轮机微机调速器的PSD-BPA模型,依照水轮机微机调速器的典型结构,选用4.15版PSD-BPA暂态稳定程序提供的调节系统模型4(GM卡)和电液伺服系统模型(GA卡)分别代表其2个组成部分——微机调节器和机械液压系统,给出了2个模型中参数的意义及其获取方法,并利用某水轮机微机调速器参数进行了仿真,不同幅值频率阶跃扰动下的调速器响应均与实际一致,表明所构成的水轮机微机调速器模型环节考虑周全,参数与实际相应且易于获取,能够准确仿真电力系统暂态过程中实际调速器的工作。     

水轮机调整速器的发展

本文讨论了大型水轮机电液调速器的发展问题。第一部分主要概述各个发展阶段水轮机电液调速器的特点、传递函数及调节规律；第二部分叙述了国内已运行的水轮机调速器现状及差距；第三部分主要讨论了我国今后水轮机电液调速器发展方向，建议开展职能单元积木式电液调速器的研制工作。这种调速的主要特点是：它是积木组合式的，全部调节功能在电子控制部分实现，具有比例—积分—微分调节规律，因而具有的转速死区和较好的速动性，并且有利于生产的标准化系列化，有利于使用的调试和检修，有利于提高水电站及电网的自动化水平。     

一种新型的水轮机调速器—单片机调速器

本文介绍一种由单片机为主体的性能优良的水轮机调速器，其中着重研究了实际微分和软件容错技术在离散数字控制中的应用。     

大峡水电站水轮机调速器系统的升级改造

根据大峡水电站水轮机调速器多年运行情况,对原有水轮机调速器存在的缺点进行针对性的升级改造,使电站的设备运行更加安全稳定,并为其它电站水轮机调速器的改造提供借鉴。介绍改造后调速器系统工作原理、性能特点。     

直流孤岛运行协调优化控制研究

基于时域仿真手段全面研究了直流孤岛系统的运行特性,尤其是频率稳定特性。首先研究了直流孤岛系统的无功电压和功角稳定特性;其次在分析频率稳定特性时,考虑两类典型故障对孤岛频率稳定的影响提出了提高频率稳定性的控制措施,研究了水轮机水锤效应系数、调速器增益系数、负荷频率因子和直流频率控制器增益等关键参数与孤岛频率稳定性间的关系,并基于时域灵敏度分析方法给出了参数优化方向;最后提出了协调优化直流频率控制器与配套电源调速器的方案,包括两者死区定值的配合和参数的优化。锦苏特高压直流的实测调试数据验证了方案的有效性。     

电网超低频振荡影响因素综合分析与抑制措施研究

近年来,国内电网发生了多起超低频振荡事件,严重影响电网的安全稳定运行。相关研究表明,水轮机调速系统在超低频段呈现明显的负阻尼是导致超低频振荡的主要原因。为进一步分析超低频振荡的影响因素,在建立单机带负荷系统模型的基础上,基于稳定域思想的综合分析表明水锤时间常数、水轮机调速器比例参数和积分参数会显著影响系统稳定性,进而引发超低频振荡。在此基础上,针对单机带负荷系统,提出了一种考虑水锤效应不确定性的调速器参数优化模型,并利用粒子群优化算法进行求解。最后,在单机带负荷系统中仿真验证了该调速器参数优化模型的有效性和鲁棒性。     

提高轴流转桨式水轮机调速器水头可靠性运行策略

对于轴流转桨式水轮机,调速器运行水头品质的好坏直接关系到机组运行稳定性。轴流转桨式水轮机调速器运行水头多采用净水头参与控制,但轴流转桨式水轮机的调节特性使得净水头极易发生波动。为确保水电站安全稳定运行,对轴流转桨式水轮机调速器运行水头可靠性进行了分析,提出了一种毛水头参与调速器协联控制的可行性策略,以期为同行业提供参考。     

电力系统稳定计算用水轮机调速器模型结构分析

对电力系统稳定计算常用软件PSASP和BPA中的水轮机调速器模型结构进行分析,指出了其中存在的问题,并对目前国内普遍使用的水轮机微机调速器中调节器的不同控制结构和机械(电气)液压系统的不同结构类型进行了详细的分析,以期为水轮机微机调速器的建模和仿真提供参考。     

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性,在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上,根据非线性微分几何控制理论,提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈,从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器(CNGC)。同时,论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明,所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律,而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律(GNOPSS)。     

并联PID型水轮机调速系统静态特性

本文分析并联型PID水轮机调速系统后提出了该型调速器静态特性试验时比较增益的整定范围，以获得正常的静态特性。     

利用水电机组水压反馈改善电力系统稳定性

通过对水电机组复杂非线性模型的仿真,研究了水轮机调速器控制规律对电力系统稳定性的影响,并提出了采用水压反馈改善电力系统稳定的控制思想。仿真研究结果表明：由于水电机组引水系统的水击效应,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,而引入水压的微分反馈可加快振荡过程的衰减,有效改善电力系统的稳定性。文中所提方法简单,易于在水电机组调速器上实现。     

孤网模式下基于HBBC的水轮机调节系统稳定性量化分析方法研究

针对目前孤网模式下水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system, HTRS)稳定性研究方法忽略水轮机非线性的问题，结合Hopf分岔理论、二分法和稳定性判据，提出了一种考虑水轮机非线性的控制器参数约束确定算法(controller parameter constraint determination algorithm based on Hopf bifurcation theory, bisection method and stability criterion, HBBC)，以实现对孤网模式下非线性水轮机调节系统的全工况稳定性分析。首先搭建了孤网模式下含非线性水轮机模型的高精度HTRS数值仿真平台，然后详细介绍了基于HBBC的稳定域约束定量计算过程。最后以某实际水电站为例，基于HBBC计算了孤网模式下非线性HTRS全工况下的稳定域，并在特殊工况下对稳定域计算结果进行了验证。结果表明，在HTRS稳定性分析中，HBBC可取代传统的稳定域计算方法，在准确性和可靠性方面优于后者；HTRS存在稳定域较小的“恶劣工况点”。     

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性，在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上，根据非线性微分几何控制理论，提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈，从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器（CNGC）。同时，论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明，所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律，而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律（GNOPSS）。     

万家寨水电站调速器运行异常现象分析与总结

水轮机调速器的安全、稳定运行直接决定着电网及电站主设备的安全运行.主要对万家寨水电站6台水轮机调速器系统在10多年运行过程中,发生的异常现象及处理措施进行了分析与总结,以提高设备运行可靠性.