非线性水轮机调节系统的Hopf分岔分析

水力发电系统具有非线性特性,利用线性模型分析水轮机调节系统会导致仿真结果不准确。为此,在考虑水轮机调节系统各部分非线性情况下建立了水轮机调节系统的非线性模型。基于Hopf分岔理论对建立的非线性调节系统模型进行分析和仿真,比较线性模型与非线性模型动态特性。结果表明,非线性系统模型能更准确地反映系统大扰动情况下的本质特性,PID参数变化会引起非线性系统拓扑结构的变化。     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。     

混流式水轮机调节系统的鲁棒控制策略研究

水轮机及其调节系统是水力发电系统中的重要组成部分,承担着能量转换的重要作用。水轮机运行于复杂工况下,往往表现出各种复杂的非线性行为,危害水力发电系统安全。基于刚性水击下混流式水轮机调节系统的数学模型,采用T-S模糊控制方法建立了水轮机调节系统的非线性T-S模糊模型,基于Lyapunov稳定性定理,提出了一种鲁棒控制策略,设计了相应的鲁棒控制器。仿真计算表明,所设计的鲁棒控制器能够极大地抑制水轮机调节系统的振荡,并在较短时间内将水轮机调节系统的运动控制到稳定运行状态,研究结果可为混流式水轮机调节系统的安全稳定运行控制提供参考依据。     

水轮机调节系统PID参数优化

本文建立了水轮机调节系统小扰动快速仿真模型,提出了用增广矩阵法求解系统动态过程和采用单纯形寻优技术找出调节系统最佳整定参数的方法.文中还分析了调节器微分环节的处理对仿真精度的影响,给出了合理的处理方法.     

水轮机调节系统被控对象模型辨识

建立了水轮机调节系统被控对象的非线性模型,用递推最小二乘法(RLS)对被控对象进行参数辨识。仿真实验证明,该模型与被控对象模型相吻合、过程简单、效果良好、易于实现编程。基于此对控制参数进行了优化,改善了系统的动态品质。具有实用价值。     

650 MW水轮机调节系统非线性模型研究

近年来随着水电的快速发展,各水电站都以大型机组为主,但现有的大部分水轮机调速系统的模型都是针对小机组建立的.重点分析了液压随动系统、引水系统及水轮机存在的非线性因素,建立了650 MW机组的非线性模型.在Matlab/Simulink中搭建了相应的水轮机调节系统非线性仿真模型,并根据云南省某水电厂650 MW机组进行了参数设置,通过仿真实验验证了该模型的准确性.     

基于BP网络的水轮机调节系统状态监测与故障诊断

提出了一种基于参数的水轮机调节系统状态监测和故障诊断方法,并设计了基于BP人工神经网络的实现模型,对该方法中用到的数据处理技术做了深入研究,为水轮机调节系统的状态监测和故障诊断研究提供了一种新思路。     

模型水轮机转轮出口处几何参数的算法及应用

基于水轮机流量调节方程及单位参数的定义,导出了具有线性特性的水轮机特征方程.在此基础上,采用线性数据拟合方法,并利用模型水轮机综合特性曲线,求出了水轮机转轮出口处的平均过流断面面积和平均半径等几何参数,能用于使用内特性法研究水轮机的过渡过程及近似求出模型水轮机出口处的平均流速和扩展水轮机的高效率区域特性曲线.     

基于BP神经网络的水轮机调节系统非线性模型及仿真计算

针对水轮机调节系统仿真中采用线性水轮机模型时仿真结果与实际运行有一定偏差或采用基于插值非线性模型时插值难以保证处处连续并导致压力环迭代不收敛的问题,先利用BP神经网络对水轮机运行数据进行延拓和训练,以获取连续光滑的流量和力矩空间曲面供压力迭代计算使用,再结合特征线算法合理选取边界条件,最终建立起完整的调节系统高精度非线性模型。仿真结果表明,该模型具有相当高的精度,仿真效果与预期一致。     

计算机辅助技术在水轮机调节中的应用

将计算机辅助系统中的ＣＡＡ、ＣＡＤ、ＣＡＭ及ＣＡＴ等技术移植到水轮机调节系统中，以求在水轮机调节系统中建立一套科学的工程设计方法     

水轮机调整器并联型液压控制系统

在详细分析水轮机调速器流压控制系统的结构和工况的基础上,提出了一种新型的水轮机调速器液压控制系统,水轮机调速器并联型液压控制系统。它由1个可连续调节流量的小流量阀和1个开关型的大流量阀构成的并联系统完成自动调节控制。对它的控制策略及稳定性进行了分析,并对比例阀和方向阀并联系统进行了讨论。     

计算水轮机六个传递系数的FORTRAR程序

为了分析水轮机调节系统在小波动情况下的稳定性,现在常常采用计算机对调节系统的小波动过渡过程进行动态模拟,计算时需要求取水轮机流量与力矩的六个传递系数.随着运行工况点的变化,六个传递系数的数值也变化.实时计算这六个传递系数在不同工况点的数值,对于提高模拟计算的精度十分重要.本文介绍的是一种用水轮机流量特性和力矩特性求取六个传递系数的FORTRAN程序.     

基于模糊神经网络的水轮机调速器PID控制

针对水轮机调节系统参数时变、运行工况多变以及包含复杂非线性环节的特点,传统的PID控制策略难以满足系统各项运行指标。根据水轮机调速系统的数学模型,结合模糊控制的推理能力和神经网络的自学能力,提出基于模糊神经网络的水轮机调速器PID参数控制策略。仿真结果表明,相比于传统PID控制和模糊控制,所提控制策略的系统响应拥有更小的超调量和更短的调节时间。     

混流式水轮机叶道涡演化及压力脉动特性研究

水—风—光互补发电系统中的水轮机将由主要担任发电任务的常规水轮机逐渐转变为担任调节负荷任务的调能水轮机,其运行在部分负荷工况诱发的叶道涡严重制约着水轮机的运行稳定性.本文基于SST k-ω湍流模型与Zwart空化模型耦合的方法开展了混流式水轮机部分负荷工况下叶道涡不稳定流动特性研究.结果表明,转轮上冠处的流动分离对叶道涡的形成有重要贡献.叶道涡在转轮内为一个强度周期性改变的动态过程,其脉动主频为转频的1.1倍.叶道涡强度的变化可分为涡结构由展向中间位置向出水边迅速发展形成完整叶道涡和完整叶道涡强度缓慢增加的两个过程.叶道涡的动态演化会显著增强转轮叶片吸力面出水边一侧的压力脉动幅值,直接影响水轮机的水力稳定性.     

分数阶PID混合算法的水轮机调速系统优化控制与建模分析

为深入研究水轮机调速系统的非线性动态特征,分析水轮机在负荷波动时调速系统对水轮机转速、出力及输出电压电流波形的控制情况,提出一种采用混合算法(BP-FOA)的分数阶PID(FOPID)双目标函数控制系统;并利用Matlab平台建立了能够反映动态负荷变化及发电机情况的水轮机模型,使其更具实际适应性。仿真及实例分析表明,经混合算法优化后的水轮机调速器在调节性能与鲁棒性上均有一定的提升,同时亦为水轮机动态模型建模提供了借鉴。     

基于神经网络的水轮机调节系统非线性仿真

针对水轮机调节系统非线性特性难以准确描述及非线性仿真的复杂性,利用神经网络强大的非线性逼近能力,对水轮机调节系统进行在线非线性实时仿真。对导叶开度、单位流量及单位转速之间的非线性关系建立神经网络结构,用Matlab中的trainlm函数和训练样本对网络进行学习训练。非线性关系的插值拟合过程在PC机中进行,仅将得到的非线性关系的权值和阈值传输给下位机控制核心DSC系统,有效地提高了非线性实时仿真速度。针对HL220型实际机组探讨了基于神经网络的非线性仿真的实现过程,并对结果进行了解析。     

水轮机水门的分数阶PID控制策略研究

针对水轮机调速系统的强非线性及易受各种内外部干扰影响,基于分数阶PID控制策略提出了一种新型的水门非线性控制器。通过对水轮机水门开度模型进行反馈线性化,结合分数阶PID控制理论约束自定义的控制变量,且利用遗传算法在线调节控制器的参数。仿真结果证明,与常规PID控制方式相比,所设计的水门分数阶PID控制器能有效地阻尼系统振荡,调速系统的鲁棒性得到较好的改善。     

水轮机调节系统计算机辅助分析发展概况综述

对目前水电站水轮机调节系统分析所用方法如:新型FNNS控制策略,智能权函数模糊控制,MATLAB软件及SIMULINK等方法在水轮机调节系统计算机辅助分析中的应用作一简要介绍。     

基于内模控制的水轮机调节器仿真研究

水轮机调节系统是非最小相位系统,是较难控制的一类系统。针对水轮机调节系统的特点,采用内模控制系统结构,使系统具有良好的抗扰性和鲁棒性。给出了在希望的幅值和相角裕量下控制器参数的计算方法。设计例子与仿真结果表明,根据该方法设计的系统有比较理想的鲁棒性和稳定性。     

基于Virtools的水轮机虚拟检修系统

在传统的水轮机检修过程中,检修人员主要通过分析二维工程图纸及装配工艺完成拆卸和装配任务,检修训练效率低、质量不高。针对此问题,提出了基于Virtools的水轮机虚拟检修系统,首先通过Solidworks三维建模,导入3ds Max进行模型处理,并进行水轮机装配、干涉分析等多次协调设计,从而实现水轮机各零部件之间的精确拆卸与装配;然后导入Virtools进行交互设计,使训练人员能够快速掌握水轮机检修技能。实际运行结果表明,该系统不仅大大缩短了检修时间,且提高了实际操作的精准度。