基于RBF神经网络的水轮机调节系统辨识

针对水轮机确切数学模型难以建立的问题以及水轮机调节系统非线性动态仿真的复杂性,利用RBF神经网络的局部逼近特性和快速收敛能力,实现水轮机调节系统非线性特性的辨识建模。将该模型应用于水轮机调节系统仿真,能快速准确地得到系统及机组内部各参数的变化规律。仿真结果表明,模型精度高,实用性强,从而为调节系统过渡过程的计算以及高级控制策略的研究提供了有力的支持。     

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.     

基于Simulink的水轮机调节系统通用仿真程序的研发

基于Simulin开发了水轮机调节系统通用仿真程序,该程序用特征矩阵描叙水轮机非线性特性;提出了各种类型的水击数学模型;配合水轮机PID调速器开展水轮机自动调节系统动态特性仿真计算研究:自动开机、空载扰动、增负荷调节及甩负荷控制等。     

水轮机调节系统机组甩100%额定负荷及接力器不动时间特性分析和仿真

介绍了水轮机调节系统机组甩100%额定负荷特性和接力器不动时间的仿真结果,给出了机组甩100%额定负荷的动态仿真曲线.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(调节对象)参数和水轮机控制系统(调速器)参数对水轮机调节系统机组甩100%额定负荷和接力器不动时间特性的影响.     

SIMULINK在水轮机调节系统仿真中的应用

在小波动范围内,建立了水轮机调节系统各部分的数学模型,采用SIMULINK仿真软件对水轮机调节系统在１％频率扰动和机组突减30%负荷情况下的动态特性进行了仿真分析。通过仿真,整定了水轮机调节系统空载频率扰动过程中,暂态转差系数bt=0.4,暂态反馈时间常数Td=2.95和负荷扰动过程中bt=0.5,Td=2.95的最佳调节参数,获得水轮机调节系统良好的快速性和稳定性。结果表明,利用SIMULINK仿真软件对水轮机调节系统进行仿真研究,方便、灵活。     

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。     

水轮机调节系统可视化仿真模型研究

由于水力机组数学模型包含有非线性等因素,所以在实际计算及仿真时难于表示。运用仿真软件SIMULINK,建立了一种进行水轮机调节保证计算的可视化仿真模型,在建立模型时,利用水轮机的全特性建立其非线性数学模型,并考虑了调速器的限幅非线性因素,从而使计算结果要比采用近似计算公式的计算结果更精确。所建立的模型具有很强的开放性和可移植性,模型的结构易于修改和重构,能适应水电站个性强的特点,给水轮机调节保证计算提供了一种非常简便易行的方法。     

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.     

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。     

改进水轮发电机组甩负荷过程中调速器的控制性能

本文从国际电工委员会IEC61362(1998)“水轮机控 制系 统技术规程”中对水轮发电机组甩100%额定负荷后动态品质指标分析入手，运用MATLAB语言 及SIMULINK对水轮机调节系统甩负荷过程建模并进行仿真计算，分析了水轮机调速器典型结 构、调节参数和控制方式对控制性能影响。结果表明：在调速器中引入适当的非线性控制环 节，能够很好地解决大波动到小波动过程的平稳过渡，从而使甩负荷过程性能指标显著提 高；非线性与线性水轮机模型甩负荷仿真曲线的变化趋势相近，因而线性水轮机模型仿真结 果具有代表性。     

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。     

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。     

抽水蓄能机组原动机及调节系统参数实测与建模研究

水轮机及其调节系统参数实测的目的是建立机组并网运行的数学模型,为电力系统的稳定性仿真分析提供真实可靠的数据。广州蓄能水电厂通过静态、动态试验完成机组参数实测,建立水轮机及其调节系统模型。根据实测数据,对水轮机及其调节系统模型进行仿真校验,并与电网BPA暂态稳定程序中的水轮机调速器和原动机模型进行对比,获取所需的该机组原...     

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。     

棉花滩水电站一次调频关键技术研究

一次调频是水轮机调速器的重要功能,对维护电力系统的稳定起着重要的作用。针对水电机组一次调频现状,本文分析了棉花滩水电机组的调速器一次调频调节模式,并通过建立的水电机组非线性仿真模型,对调速器一次调频参数进行了优化,最后对一次调频的部分参数和评价指标提出了修改建议,并提出了新的出力保证系数考核方法。     

基于Hopf分岔的变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统稳定性研究

运用Hopf分岔理论对变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的稳定性进行研究。首先建立水轮机调节系统非线性数学模型,其中改进的引水系统动力方程可更准确描述变顶高尾水洞明满流分界面运动特性,据此模型进行非线性动力系统Hopf分岔的存在性、分岔方向等的分析,推导得到系统发生Hopf分岔的代数判据;然后利用代数判据绘制了系统的稳定域,并分析了系统在不同状态参数下的稳定特性;最后利用稳定域分析了变顶高尾水洞在机组负荷调整下的稳定性工作原理。结果表明:变顶高尾水洞水电站水轮机调节系统的Hopf分岔是超临界的;明满流引起的水流惯性变化在机组减负荷时对系统的稳定性有利、增负荷时对系统的稳定性不利,明流段水位波动的作用对于系统的稳定性在增、减负荷下都是有利的。     

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。     

不同工况下水轮机调节系统动态特性分析

为了更加全面地了解和掌握水轮机调速系统的组成结构和不同工况下的特性,在大量研究理想条件下水轮机调节系统建模与仿真结果的基础上,对水轮机调节系统进行线性和非线性建模,并运用matlab/simulink对水轮机调节系统的线性和非线性动态特性进行仿真研究,从而得到了线性条件下空载频率波动和功率扰动波动响应曲线以及非线性环节的系统响应,并对这2种条件下的转速和接力器行程曲线进行了对比分析。分析结果表明,在小波动情况下适合运用线性模型,在大波动情况下适合运用非线性模型,而且这2种情况下得到的结果相差无几,均能反映同一系统的动态过程。该结论将有助于水轮机调节系统在不同工况下的控制。