自校正PID方法在水轮发电机调速系统中的应用

建立了水轮发电机调速系统的CARMA模型 ,给出了模型参数的在线辨识方法 ,设计了调速系统的极点配置自校正PID控制器。仿真研究表明 ,这种控制方法能够有效地克服系统时变、非线性及干扰对控制性能的影响 ,使调速系统的动态性能及鲁棒性都得到明显地改善。     

水轮发电机组调速系统的可拓控制

为了改善水轮发电机组调速系统的动态性能,应用可拓控制方法设计调速器.以无穷大容量水库-单引水管道-水轮发电机组-无穷大容量电力系统为对象,建立以水力系统弹性水击模型、水轮机线性化模型以及同步发电机经典二阶模型为基础的水机电整体仿真模型,对采用可拓控制方式与经典PID控制方式的控制效果进行仿真对比研究.结果表明,采用可拓控制方式对于改善水轮发电机组调速系统的动态性能具有良好的作用.     

液压系统中压力的自适应控制

针对液压伺服系统固有的特性和液压控制中存在的问题,提出了一种具有极点配置的广义自校正压力控制方法。它建立了液压伺服控制系统的CARMA模型,给出了模型参数的在线辨识方法和控制系统的极点配置方法。这种自适应控制方法有效地克服了系统时变及干扰对控制性能的影响,致使液压控制系统的动态性能及鲁棒性明显优于PID控制。     

基于测试系统频率特性的自适应水轮机调速器

本文首先讨论了一种以常规PID调节器为基础的水轮机极点配置调速器的设计问题,建立了希望极点、调节参数及水轮发电机组参数间的数学关系。然后以此为基础,引入了一种基于测试系统频率特性的自适应控制律。仿真和现场试验结果表明,系统在这种算法简单、实现容易的自适应控制律作用下,具有较好的参数自适应性。同时,当系统参数发生大范围变化时,该自适应控制律仍具有较强的镇定作用。     

基于小波网络的水轮发电机组自适应控制研究

由于水轮发电机组的动力学模型比较复杂，其动态模型解析式难以精确得到，因此依据小波的非线性逼近能力和神经网络的自学习特性，提出了一种基于小波神经网络自适应控制算法。文中系统由两个小波网络组成，分别实现水轮发电机组的在线辨识与控制。仿真试验表明，该系统比采用神经网络控制具有更好的控制效果。     

直流锅炉-汽轮发电机组的自适应PID控制

针对某765 MW联合循环机组的直流锅炉-汽轮发电机组部分,提出了一种蒸汽轮机发电机组输出功率和蒸汽焓值的极点配置自适应PID控制算法。在该算法中,先对该直流锅炉-汽轮发电机组模型进行了双重动态解耦设计;在此基础上设计了极点配置自适应PID控制方案;最后与传统PID控制算法进行了仿真对比分析。仿真结果表明,提出的自适应PID控制算法简单实用,能获得较理想的动态和静态控制性能,是一种实际工程中可行的控制策略。     

具有多性能指标的水轮机调速器非线性设计

根据水电站水力系统具体水工结构的不同,针对水库-引水涵洞-调压室-压力引水管-水轮发电机组水力发电系统,首次建立了用于水轮机调速系统研究的5阶非线性控制模型,利用多性能指标非线性控制设计方法对水轮机调速系统进行设计,通过调整输出函数系数矩阵的值来实现系统的零极点配置。仿真结果表明:多性能指标非线性控制(MINC)设计方法比完全精确线性化(EFL)设计方法具有更好的系统调节性能,在保证系统稳定性的同时能快速调整水轮机速度偏差为零,并且系统具有良好的抗负荷干扰性能,通过输出函数系数矩阵的调整实现协调系统动、静态性能,从而实现水轮机调速系统的高性能调节。     

水轮发电机组的非线性控制器仿真研究

基于水轮发电机组刚性水击模型，分别采用逆系统非线性控制和自抗扰控制（ADRC）方法，设计了水门和励磁控制系统。针对水轮发电机组刚性水击模型对象和弹性水击模型对象，进行了数值仿真实验。研究结果表明，当受控对象与其设计模型接近时，逆系统解耦控制具有优良的控制品质，但对对象模型变化的适应性较差；逆系统两通道独立控制系统具有优良的暂态稳定性，但在励碰控制中需另加调压措施，自抗扰控制对机组模型结构和参数的变化，内外扰动都具有很好的适应性和鲁棒性，控制品质优良，是一种很有前景的水轮发电机组控制策略。     

基于最优控制策略的双馈水轮发电机组稳定性分析

为了分析可调速双馈水轮发电机组的静态稳定性，针对变速恒频双馈发电机的运行特点以及水轮机的刚性水击模型，本文推导了可调速双馈水轮发电机组的小扰动线性数学模型。以最优控制理论为基础，应用最小误差激励法比较了不同状态变量的线性反馈控制的系统稳定性和静、动态性能指标。分析结果表明，选择机组的有功功率、无功功率、转速和导叶开度的反馈控制具有较好的系统静态稳定性和控制效果。最后，以上述状态变量的反馈控制为实例，详细分析了系统参数变化对双馈水轮发电机组静态稳定性的影响。     

水轮机调速器的极点配置法设计及自适应控制

本文重点阐述了水轮机调速器的极点配置法设计原理与方法，给出了按极点配置原理导出的ＰＩＤ调节器的参数优化公式。同时，介绍了以极点配置调节器为基础的水轮机自适应调节系统的结构。仿真及现场试验结果表明，按极点配置法设计的水轮机调速器能较好地兼顾频率扰动和负荷扰动的性能。而以极点配置调节器为基础的水轮机自适应调速器，不仅具有良好的参数自适应性，而且能使调节系统获得更优良的动态品质。     

可调速双馈水轮发电机组控制系统的稳定性分析

为了研究可调速双馈水轮发电系统静态稳定性和控制器反馈系数之间的关系，该文针对变速恒频双馈发电机运行特点和水轮机导叶开度调节结构，首先推导了具有刚性水锤效应的可调速双馈水轮发电机组的数学模型。其次，结合基于动态同步轴系下的双馈发电机双通道励磁控制策略以及有功功率参与反馈控制的水轮机调节系统模型，建立了以有功、无功和转差率为系统调节变量的闭环控制系统的状态方程。最后，利用李雅普诺夫函数概念和方法得到了闭环控制系统具有大域渐近稳定性的充分条件。分析结果表明，可调速双馈水轮发电机组的静态稳定性与控制器的反馈系数密切相关。     

水轮发电机组的模糊PID复合控制策略研究

针对常规P ID或模糊控制对非线性、时变、高阶水轮发电机组系统不能达到较好控制效果的问题,提出一种模糊和P ID复合控制策略,并对模糊和P ID控制结合形式进行了详细讨论。结合水轮发电机组模型,采用专家经验和遗传算法优化相结合的方法对每种模糊和P ID结合形式进行了参数和规则整定,并对各种复合控制策略进行了仿真实验,分析了模糊和P ID如何优势互补达到较好的控制效果。     

水轮发电机组的规划式开机控制

水电机组启机并网时间的长短对电力系统的安全运行和电能质量具有重要影响。文章从水轮机启动过程中的能量关系入手,吸收了规划式控制思想,提出了一种新的水轮机开机控制策略,摒弃了以往的开环和闭环控制模式,将水电机组的开机控制问题转化为求解和预测导叶空载开度和开度最大值,确定这两个参数后即可得到导叶开度的预测模型,从而保证机组快速、平稳地达到额定转速,缩短开机并网时间。     

基于改进粒子群算法的水轮机调速系统参数优化研究

水轮机调速系统控制效果对于提高水轮发电机组工作效率以及提升电能质量具有非常重要的作用,因此,对其进行有效控制具有非常重要的应用价值,为了能够弥补传统水轮机调速系统控制的缺陷,将改进粒子群算法应用于水轮机调速系统地参数优化。首先,分析了水轮机调速系统的基本原理;其次,分析了水轮发电机组调速系统的模糊PID控制算法;然后,讨论了改进粒子群算法的基本理论,设计了相应的数学模型和算法流程;最后,进行了基于改进粒子群算法的水轮机调速系统的参数优化仿真,仿真结果表明,改进粒子群算法能够有效地提高水轮机调速系统的可靠性。     

水电机组调节系统建模与仿真研究

在Matlab／Simulink环境下建立与水轮发电机组及其调节系统实际相一致的仿真模型,能够准确的模拟机组的各种工况。其中水轮机模型以水轮机综合特性曲线为基础,采用曲线的方法来表示水轮机流量和力矩与其它参数之间的关系,引水系统采用弹性水击模型,论证了仿真模型的有效性和实用性。     

一种新型水轮发电机组智能模糊控制系统

本文提出了一种新型的水轮发电机组智能模糊控制系统。它充分利用一有水轮机调速器的硬件资源,在进行智能模糊实时控制的同时,以神经网络贯穿对水轮机系统的和学习,从而圆满地解决了以往智能控制学习时由于模型未知而无法求反向传播误差的问题。     

气垫式调压室在水电厂的应用

在高水头、长压力引水管道系统的水力发电厂,为了保证水轮发电机组的安全稳定运行,根据电站调保计算的要求,需在压力引水管上设置单级或多级调压装置。传统的塔式或阻尼式调压装置结构较为复杂,投资较大。目前利用挪威水电技术的优势,采用气垫式调压室的结构设置,这比传统的调压井减少了投资、增强了水电机组调节的稳定性。文章通过对气垫式调压室在大干沟水电站的应用,总结了它的特点,阐述了它的控制方式以及运行情况。它的应用填补了气垫式调压室在国内水电开发应用的空白,对今后水电厂引水系统的设计、建设、运行、投资等方面开辟了一个新的技术领域。     

基于宏试验的水电机组健康状况在线监测方法

针对机组状态监测技术无法实时、有效地获取机组健康状况信息的问题,根据系统构成与行为关系模型及专家通过人工试验掌握机组健康状况的思路,提出了基于宏试验的机组健康状况在线监测方法。将机组正常运行中经历的工况当成试验,与人工试验统称为宏试验;在机组全状态监测的基础上,实时自动地识别宏试验、记录试验数据及计算试验性能指标;通过运行状态异常检测及性能降低与越限检测实时评估机组健康状况,实现机组健康状况在线监测。该方法已成功应用于葛洲坝电站,实际运行证明了该方法的实用性与有效性。