基于Hopf分岔理论的非线性调节系统稳定性分析

建立了安康水电站水轮机调节系统非线性数学模型,通过Hopf分岔理论分析,得到了调节系统临界分岔点曲线,确定了调速器PID参数的取值范围;采用数值模拟方法,研究了调节系统随PID参数变化时的时域响应及系统动态调节品质,为安康水电站的调节系统安全稳定提供了理论依据。     

水轮机微机调速器PID调节规律及其参数整定

介绍了水轮机微机调速器的PID基本调节规律及其控制系统的基本原理,对比位置型和增量型PID控制算法的特点,分析调速器参数对系统调节过程的影响,阐述调速器PID各环节增益整定值的计算方法和取值经验,供相关技术人员参考.     

水轮机调速器参数自整定遗传算法的研究

水轮机调速器的参数整定直接关系到水轮机调节系统的稳定运行及调节品质，进而会影响到电能的质量.应用可变交叉概率和变异概率的改进遗传算法对水轮机PID调速器参数进行优化，并将改进遗传算法的计算结果进行仿真分析，结果表明，该方法有效地消除了对参数初值的依赖性，使得寻优效率大大提高，改善了收敛性，是一种较好的PID参数寻优方法。     

调速器配压阀非线性特性对水轮机调节系统动态特性的影响

在引水系统中具有调压井、计入水轮机非线性特性、缓冲型PID调节器的条件下,对水轮机调节系统开展仿真特性分析,重点研究了表征配压阀-接力器非线性特性参数Ke的影响;明确提出调速器配压阀饱和特性Ke是一个表征配压阀-接力器特性的重要指标性参数,当配压阀位移超过此值时调速器就处于严重的非线性状态。     

水轮机调速器的混沌现象分析及控制

水轮机调速器是水轮机调节系统中的最重要部件。为了更好对其控制,对其进行复杂动力学分析,包括Lyapunov指数谱、分岔图、Poincare映射图、时域波形图、频谱图等。基于稳定流形原理,提出了只含一个控制项的新的控制器的设计方法,并给出了数学证明,以调速器的两种典型工作状态为例,使系统稳定在其中之一的不稳定平衡点(0,0,0)处,利用MATLAB进行数值模拟实验。结果证明,该控制方法简单实用,能很好的使处于混沌状态的水轮机调速器稳定在平衡点。该控制策略能有效地改善水轮机调速器的动态特性,提高其抗干扰能力。     

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。     

基于MATLAB的某水电站调速器PID参数优化探究

电站水轮机调速器的PID参数优化具有重要的实际意义,可以为实际工程控制提供更高效准确的控制品质。笔者旨在分析水轮机调速器各控制环节特性,进行简化并建立调速器控制系统的数学模型,在MATLAB中进行仿真试验,探究PID参数对控制系统动态特性的影响程度,进而分析出PID参数优化时的选取优先级。对经该方法优化选取后的PID参数,在所建立的仿真模型中进行扰动试验以充分论证参数选取的有效性,选取的参数具备良好的动态特性,从而得出调速器PID参数优化时比例参数为首要优化对象,其次为积分参数,最后为微分参数的结论。     

基于神经网络的水轮机调节模型辨识

针对复杂的水轮机调节系统辨识问题,首先分析水轮机调速器特性,建立通用水轮机调速器模型,并采用PRBS信号仿真其动态特性,进而基于神经网络理论,开展水轮机调速系统辨识分析。研究表明,辨识得到的参数与待辨识参数的误差较小,网络输出与实际系统输出的差值也较小,因此用BP神经网络进行水轮机调节模型辨识是可行的。     

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。     

水轮机全数字式电液调速器的研制

水电站水轮机的传统调速器抗油污能力差、易产生卡阻 ,从而影响其可靠性和动态稳定性。1997年研制成功的全数字式水轮机调速器 ,采用了高可靠性、全标准液压件单元组合的脉宽调制式电液随动系统 ;在PID控制模型中 ,将增量式PID算法和位置式PID算法有机地结合在一起 ,并采用低通滤波器抑制数字调节器的高频干扰 ,同时通过脉宽调制 (PWM)输出调节信号 ,达到调节导叶开度的目的。该型调速器应用于新疆铁门关电站 1年多来 ,运行状况良好 ,且无静态油耗     

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。     

水轮机调速器调节算法分析与实践

本文分析了水轮机调速器主环改进并联PID和付环PI调节算法，参数优化和数字仿真结果表明，该算法具有更短的调节时间。现场试验表明，使用该算法，水轮机调节系统有良好的动态和静态特性。     

PID调速器真实水轮机的新稳定域图

本文给出了一种新的水轮机调节系统稳定域图,并用它分析了调速器和调节对象参数的影响。文中还证明了L.M.Hovey和S.Hagihara的稳定域图只是本文在理想水轮机和e_n=0条件下的一个特例。     

电液调速器加速度环节的分析与试验

一、概述应用测频微分回路,即在原有软反馈的基础上引入超前校正。目的是为了使水轮机按照PID调节规律调节。也就是说水轮机的调速器不仅按转速偏差调节,并且也按转速偏差的加速调节。在本厂今年1号2号水轮机更换的新型集成电路电液调速器中称上述测频微分回路为加速度环节。一般测频微分回     

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。     

某电站混流式水轮机调速器模型参数测试研究

通过开展水轮机调速器现场参数测试，完成建模试验，测试调节性能，优化机组动态调节能力，提供了电力系统稳定计算用数学模型和参数，并对该模型及参数进行了仿真校核，为系统稳定分析及电网日常生产调度提供了数据参考。图7幅，表4个。     

基于量子遗传算法的水轮机调速器PID参数优化

水轮机调速器PID的参数整定对水轮发电机组安全可靠运行具有重要作用,并直接影响电力系统向用户供电的质量及可靠性。为改善水轮发电机组的动态调节品质,利用量子遗传算法对水轮机调速器PID参数实施优化,并将量子遗传算法与传统遗传算法的计算结果进行了比较。仿真结果表明,量子遗传算法（QGA）不但提高了全局的搜寻能力,而且还避免了早熟收敛的问题,有效地解决了传统遗传算法中海明悬崖、计算精度等问题,为水轮机调速器PID参数优化研究提供了新的途径。     

基于BP神经网络PID控制在水轮机调节中应用的研究

针对水轮机调节系统的结构复杂以及难以控制等问题,为了提高系统动态品质,在调节系统数学模型的基础上,分别利用BP神经网络、Ziegler-Nichols方法对PID参数进行整定,并完成了在Matlab环境下的程序编写及仿真实验,进行并分析了在系统处于频率给定扰动下,基于BP神经网络自适应控制方案和Ziegler-Nichols算法对调节系统性能的影响。结果表明,基于BP是神经网络自适应控制方案是一种有效的水轮机调速器参数整定方法,相比Ziegler-Nichols算法,该方案控制下的系统能获得更好的动态性能。