基于改进萤火虫算法的水电机组调速器PID参数优化

针对水电机组PID参数优化问题,在分析水电机组调节系统特性和PID寻优适应度函数的基础上,基于萤火虫算法建立了水电机组调速器PID参数寻优模型。针对空载工况下4%频率扰动仿真试验和10%负荷扰动试验,获得改进萤火虫算法和标准萤火虫算法下的PID最优解。研究表明:改进萤火虫算法所获得的PID最优解不仅在扰动下超调量较小,过渡过程时间也较短,更利于系统的稳定。     

变参数PID算法在三峡地下电站调速器的应用

针对机组负荷调节性能相对较差的问题,提出并实施了一套负荷调节控制改进算法。本文运用变参数PID算法对机组调速系统进行调节,并对其在三峡地下电站调速器的应用进行分析评估,实际应用表明该算法较大提升了机组调节性能,保证了机组的安全稳定运行。     

抽水蓄能机组电路等效实时精细化模型研究及应用

针对抽水蓄能机组传统线性模型难以准确描述大波动工况水力瞬变行为,基于特征线法的非线性模型不能满足在线实时仿真及现有用于抽水蓄能机组过渡过程控制优化的调节系统模型不能反映真实机组全工况动态过程等问题,本文提出了一种基于电路等效理论的抽水蓄能机组实时精细化模型(Real-time accurate equivalent circuit model,RAECM)。根据电站实际输水系统布置形式,构建了等效电路网络拓扑图,提出改进Suter变换-BP神经网络的水泵水轮机插值模型,改善了"S"特性区及小开度工况区的模型精度,通过变尺度空间离散分析,推导了用于补偿误差的水头修正公式,并采用稳定域更广的隐式RadauⅡA法对离散后的隐式常微分方程组进行求解,提高了模型稳定性,最后对RAECM模型的时间复杂度及仿真效率进行了分析。试验结果表明,RAECM模型既能满足机组大小波动工况的仿真精度,又能节约计算耗时,可应用于抽水蓄能机组仿真测试装置研发、过渡过程控制优化、系统辨识、控制器设计及参数优化等方面,具有较好的工程价值。     

基于风-蓄协调的蓄能机组发电控制策略分析

基于风电与抽水蓄能电站联合调度模式,分析了风能-抽水蓄能联合发电系统的运行方式,探讨了蓄能机组发电控制策略,并以某实际抽水蓄能电站的库水位为约束条件进行了仿真分析。仿真结果表明,联合发电系统与电网的负荷交换功率能够很好地跟踪负荷给定曲线,在最大程度利用风能的条件下,在一定程度解决了风电的波动与不可调节问题。     

碳达峰背景下抽水蓄能-风电联合系统建模及有功功率控制特性研究

随着"碳达峰,碳中和"目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能机组模型通常只适用于小波动过渡过程、且通常简化风电机组动态发电过程的问题,为了进一步揭示联合运行过程中抽水蓄能机组和风电机组的动态调节特性,介绍了抽水蓄能-风电联合系统数值仿真模型架构,建立了一种能模拟抽水蓄能机组全工况范围和反映风电机组发电特性的水风互补联合运行系统仿真模型,重点研究了联合系统在有功功率控制下的动态响应特性。仿真结果表明系统在功率跟踪模式和功率平滑模式下均能较好平抑风电出力波动,并显示出水流惯性限制了抽水蓄能机组的响应速度,可为风电大规模并网下的抽水蓄能机组控制提供技术支持。     

海水可变速抽水蓄能与风电联合运行优化研究

海水可变速抽水蓄能是国内尚未应用的新技术，是消纳海上风电、提高沿海及海岛电力系统可靠性的新思路。以经济效益最大化和输出功率波动最小化为目标，提出考虑分时电价、变速机组运行特性的多层次约束条件，建立海水抽水蓄能与风电联合系统运行优化模型；引入NSGA-Ⅱ算法结合罚函数求解；以广东万山群岛微网系统为例，定量对比了含可变速和定速机组的海水抽水蓄能与风电联合系统运行性能，阐明了可变速技术优势。结果表明：在一个日调节周期内，相较于同容量下的常规抽水蓄能与风电联合运行系统，可变速抽水蓄能与风电联合运行系统可提高经济效益4.16%,降低输出功率波动12.10%,减小弃电量26.78%,提高风能利用率1.69%。研究成果对探寻适合中国沿海地区和海岛的海水抽蓄系统发展模式具有借鉴意义。     

抽水蓄能机组低频保护整定方案

介绍了抽水蓄能机组低频保护的概念及国内外抽水蓄能机组低频保护整定的原则,在分析对比该原则的基础上,以宝泉抽水蓄能电站低频保护整定为例,介绍了抽水蓄能机组低频保护整定过程及定值校核计算过程,并对抽水蓄能机组低频保护整定提出相关建议,为国内抽水蓄能电站完成机组低频保护整定提供借鉴.     

抽水蓄能机组低水头工况分数阶PID控制及多目标优化

为提高抽水蓄能机组低水头工况下的控制品质,提出了一种基于精细化模型的抽水蓄能机组低水头分数阶PID(FOPID)控制多目标优化策略。首先,充分考虑过水系统、水泵水轮机等机构非线性,建立抽水蓄能机组调节系统精细化模型。在此基础上,引入时间绝对误差积分指标(ITAE)衡量FOPID的控制性能,构造额定水头和低水头工况下机组控制品质的目标函数。进一步,提出了混合变异-邻域搜索多目标粒子群算法对所建模型进行求解。结果表明,本文提出的多目标优化策略在保证机组额定水头工况控制性能的同时提升了机组在低水头工况下的控制品质,优化结果可为机组的安全稳定运行提供决策支持。     

基于机组运行特性曲线的变速抽水蓄能机组自适应协调控制方法

针对变速抽水蓄能机组调速器与交流励磁控制系统之间的协调控制问题,基于机组转速、导叶开度与系统功率和静水头之间的关系,提出了一种基于机组运行特性曲线的变速抽水蓄能机组自适应协调控制方法。首先,建立协调控制系统模型,根据变速抽水蓄能机组运行特性曲线,采用径向基函数插值法拟合推导出协调控制数学模型,从而实现了自适应协调控制;进而,通过仿真验证了自适应协调控制方法。仿真结果表明,该方法具有较高的精度和可行性。     

水力发电机组的模糊神经网络参数自整定PID控制及仿真

为适应水电机组的复杂工况和高指标的控制要求，提出了一种水力发电机组的模糊神经网络参数自整定PID控制系统．即利用多层神经网络构建模糊自适应PID控制算法，通过神经网络自学习能力在线提取模糊控制规则。优化控制器隶属度函数，根据不同时刻的误差e和误差变化ec，利用模糊逻辑控制，在线自整定PID参数，进一步完善了PID控制器的性能，提高了系统的控制精度。仿真实验表明：该控制器明显地改善了控制系统的动态性能，能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值。     

基于BPNN-PID的风电机组桨距控制分析

变桨控制技术是风力发电机组的核心技术之一,开展对风力发电机组变桨控制方面的研究具有重要的理论和应用价值。根据风力发电机组在额定风速以上如何保持输出功率稳定和降低风轮转速波动的控制技术进行研究,在传统的变桨距控制策略基础上,提出了基于BP神经网络(Neural Network,NN)整定PID的控制策略,并在Matlab/simulink环境下对PID控制和BP神经网络控制相结合的复合控制系统进行建模与分析。对1.5MW风电机组的仿真验证了BPNN-PID算法的有效性,提出算法不仅能够解决传统PID控制器参数整定困难的问题,而且优化效率更高,可以得到优良的控制性能。     

基于GA的BP神经网络智能PID控制在水力发电机组中的应用

水力发电机组是一个非线性、时变系统,常规PID控制不能达到较好的控制效果。提出了一种基于GA遗传算法、BP神经网络和RBF神经网络的智能PID控制方法。分别讨论了智能控制系统的结构,如GA,BP,RBF以及水电机组的数学模型;对水电机组采用智能PID控制器和常规PID控制器的动态特性进行分析。结果表明,采用智能PID控制器的水电机组具有更好的控制精度和动态特性。     

基于实数型遗传算法的水轮机调节系统设计优化

遗传算法（GA）是一种模仿生物进化过程的随机全局搜索方法,它借鉴了生物界的自然选择和遗传学上的迭代自适应性。提出了一种基于实数型遗传算法的水轮机调节系统的PID参数优化设计,与常规PID整定方法相比,具有简便精确的特点,避免了根据传统方法整定不出最优参数,及单纯形法容易陷入局部最小值的缺点。用实数型遗传算法整定出来的PID参数,超调量小,时间迅速,具有良好的性能指标。     

基于PID参数自整定的河工模型尾门控制

设计了尾门自动控制系统,运用水位仪实时采集尾门水位数据,反馈调节电机转速驱动翻板门,实现水位控制。采用PID模型作为电机转速控制器,测试了固定PID参数条件下,系统在平原河流和山区河流河工模型中水位控制效果,山区河流水位最大控制偏差达到1.3 mm,无法满足规范要求。针对该问题运用产生式学习法总结了尾门控制中PID参数调节规则,构建了以水位跟踪偏差、水位涨落速度、涨落预期及跟踪相位为关键要素的知识库,确立了12条控制策略。尾门控制时根据实测数据与知识库规则自主选择对应控制策略,实现PID参数的自整定。工程实践表明,基于PID参数自整定的尾门控制系统水位控制最大偏差为0.5 mm。     

水轮机调速器的智能非线性PID控制

将PID控制、非线性控制、仿人智能控制相结合，提出了一种智能非线性PID控制器，并讨论了其结构和算法。它在大误差时采用强比例、弱积分，小误差时采用弱比例、强积分控制，具有参数自适应和结构自组织的特点。对水轮机控制系统的仿真，智能非线性PID控制器具有响应速度快、超调量小的特点，可有效地改善水轮机调速系统的动态性能和鲁棒性。由于所述控制器的参数调谐和控制策略切换是基于控制误差进行的，因此易于在工程实践中实施。     

基于模糊PID参数自调整的锅炉汽包水位控制设计

在锅炉的控制系统中，维持汽包水位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。传统的控制方式主要采用的算法多是经典的PID算法。提出了用模糊PID参数自调整控制算法实现对汽包水位进行控制的方案，既具有模糊控制灵活而适应性强的优点，又具有PID控制精度高的特点。     

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。     

Application Research of the Improved Overall Temporal and Spatial Economic Operation Model Based on Information Entropy in Large-Scale Hydropower Station

For the high dimensional and complex inner-plant economical operation problem of large hydropower station, an improved ant colony optimization with adaptive ability, inspiring ability and local search ability was proposed. Spatial optimal load distribution model and temporal unit commitment model was combined into an overall temporal and spatial economic operation model, in which an innovative ant colony model of multiple ant colonies, multiple outsets and multiple routes was adopted. Information entropy was applied to adjust the path selection strategy and pheromone updating strategy of ant colonies along with the change of its value during the iteration. Two inspiring factors were applied in the algorithm to guide the ant colonies to search for optimal paths in a more efficient and targeted way. Local search ability was guaranteed by local translation of unit start-stop points of the optimal solution in each iteration. In the optimal load distribution model, optimal distribution table was set in advance using dynamic programming, which only took account of the stable operation regions and avoided the cavitation and vibration areas for the security and stability of units. The proposed method is applied to the Three Gorges Hydroelectric plant. Compared with other methods under different water heads, this method shows optimized result under the premise of both calculation speed and stability.     

基于单神经元PID控制器在渠道自动控制中的应用

将基于单神经元自适应PID控制器引入到渠道系统自动控制中,它实现了PID控制中参数整定不依赖于渠道数学模型,且能在线依据渠道系统的动态信息调整PID参数,以满足适时控制的要求.通过Matlab软件的仿真,结果表明:采用基于单神经元自适应PID控制器,渠道运行响应加快,水位超调变小,适应性增强,且有更好的动态和稳态性能.