水轮机调速器控制方法一次调频性能分析

水轮机调速器控制方法对一次调频性能影响较大,实际电站中大量存在小频差一次调频性能不合格情况。通过分析水轮机调速器的不同调节模式,提出了一种开度和功率双PID控制方法。搭建了基于非线性水轮机模型的仿真分析平台,分别分析了电站水头变化和不同频差时水轮机调速器不同控制方法的一次调频性能。分析结果表明:开度控制模式在不同运行工况下的一次调频性能指标差异较大,功率调节模式在小频差下会导致一次调频无响应或调节功率不够。变前馈+反馈功率控制方法和开度与功率双PID控制方法的一次调频响应功率与积分电量贡献在不同工况下的一致性较好,不同频差时的功率响应比和积分电量贡献比基本一致。

水电机组调速系统控制与仿真

水电机组是电力系统重要的可调节电源,水电机组根据电网调度要求和电网频率变化情况,及时快速地调整水电机组的输出功率,以满足电网有功功率平衡和频率调节的需要。水轮机调速器是实现电网一次调频和自动发电控制(AGC)的关键设备。为了满足《水轮机调节系统并网运行技术导则》和各电网调度部门对AGC和一次调频考核的要求,提高水轮机调速器性能,在调节模式、控制算法、控制参数优化等方面开展了大量的研究。

冲击式水电机组不同工况下孤网运行的稳定性分析

我国西南建有大量的冲击式水电机组的水电站,这些水电站与电网联系薄弱,孤网运行稳定性问题突出。对此建立了冲击式水轮机的数学模型、完善了冲击式水电机组孤网分析模型,研究了孤网条件下冲击式水电机组的控制参数稳定域。首先,根据电站实际情况建立冲击式水轮机的非线性模型。其次,根据李雅普诺夫第一方法开展稳定性分析,在不同运行工况点对冲击式水轮机进行线性化,获得相关传递系数,代入孤网分析模型建立状态方程,根据临界稳定条件求出稳定域。最后,通过非线性模型仿真对分析结果进行验证。结果表明,喷针开度变化时对运行稳定域的影响较大,不能忽视;调速器参数整定时,需对所有运行工况进行分析,按最小稳定域工况进行参数优化。

引入积分微分的水轮机调速器最优控制

水轮机调速器的先进控制对水电机组及其互联电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对原始线性二次型控制存在静态误差,且难以处理非零状态轨迹跟踪等问题,在水轮机调节系统的微分方程模型中引入转速误差积分和微分两个增广状态变量,构建调节系统增广微分方程组模型,并在此基础上提出一种引入积分微分的调速器最优控制算法。数值仿真表明,所提控制算法较传统PID方法在不同运行工况下均具有更好的综合控制性能,且控制器参数设置简便,对工况变化不敏感,具有较PID算法更好的工况适应性。

调节系统死区对一次调频动态性能的影响分析

水电机组一次调频功能对维持电网安全稳定运行承担日益重要的作用,需保证并入电网的机组具备良好的一次调频性能。水轮机调节系统存在的各类死区非线性因素对一次调频动态性能的影响不可忽略。全面分析了调节系统各环节存在的死区非线性,基于建立的高准确性的水电机组一次调频模型,探究了在大、小频差下频率死区、开度死区、功率死区、随动系统死区等对一次调频响应性能的影响,着重揭示了小扰动下一次调频不动作或与随动系统死区有关,为水电机组一次调频功能改善与优化提供了重要的理论指导。

发电机励磁的非线性解析模糊控制

该文引入非线性函数建立了一种新的解析模糊控制器用于发电机的电压控制,并引入变结构控制的思想来进行附加励磁控制,建立了一种发电机模糊励磁控制器结构,并兼顾电压调节精度和增强阻尼要求进行电压控制与稳定控制的协调。对所论非线性解析模糊控制器的动态特性分析表明所论控制器为一本质非线性PID控制器。在控制过程中,所论模糊控制器的规则基于误差和误差变化率的大小在线调整,因而具有规则自适应的特性。实际使用时,无需进行控制规则的设计,只需根据工程控制经验对控制参数进行初选,简化了控制设计。仿真研究表明:所论模糊励磁控制器可以提高发电机的电压控制精度和电力系统的稳定性。

水轮机调速器的仿人智能PID控制

基于仿人智能控制的原理 ,提出了水轮机调节系统的仿人智能 PID控制策略与规则。所述智能 PID控制器基于对控制误差的识别来调整控制策略和控制参数 ,比常规 PID有更好的动态调节特性和鲁棒性 ,且实时性强 ,易于实施。仿真与现场试验结果表明 :仿人智能 PID控制可以提高水轮机调节系统的速动性和稳定性。

水轮机特性的神经网络建模

针对水轮机特性难以用数学方法解析表达的问题 ,研究用神经网络对水轮机特性进行建模 ,并给出了具体步骤 .水轮机单位流量和单位力矩特性的BP神经网络模型能真实地表达水轮机的非线性特性 ,且解决了插值法的导数不连续问题 ,从而改善了水击计算的收敛性 ,为用于工程计算和科学分析的水轮机特性表达开辟了新的途径 .

水电机组水力系统和调速器控制规律对电力系统稳定的影响

水电机组的动态过渡过程是一个水力系统、机械系统和电气系统间的相互影响、相互制约的复杂过渡过程.通过对水电机组复杂非线性模型的仿真研究,探讨了水电机组引水系统的水击效应和水轮机调速器控制规律对电力系统稳定的影响.研究结果表明:由于水击作用的影响,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,水轮机调速器的微分作用对单机-无穷大电网的稳定是不利的,并入电网运行的水电机组调速器应采用PI控制规律.

基于瞬时无功理论的SVC低通滤波器设计与应用

给出了基于瞬时无功理论的静止无功补偿装置(SVC)的补偿控制算法,讨论了在不平衡负载电流时低通滤波器的设计。采用Butterworth低通滤波器和平均值算法设计的SVC低通滤波器,可有效地滤除高频和工频的整数次谐波分量。某一具体工程实际的仿真结果表明,本文所述方法的检测结果既保证了较好的检测精度,又具有较快的动态响应性能。该方法已在某一三相变单相的电源系统中得到了应用。

利用水电机组水压反馈改善电力系统稳定性

通过对水电机组复杂非线性模型的仿真,研究了水轮机调速器控制规律对电力系统稳定性的影响,并提出了采用水压反馈改善电力系统稳定的控制思想。仿真研究结果表明:由于水电机组引水系统的水击效应,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,而引入水压的微分反馈可加快振荡过程的衰减,有效改善电力系统的稳定性。文中所提方法简单,易于在水电机组调速器上实现。

基于AM4377系统电压暂降监测装置的设计与实现

为了满足电压暂降的分析与故障定位的需要,基于AM4377系统设计了一种电压暂降监测装置。介绍了其硬件构成,给出了一种基于同步采样与差值监测的电压暂降检测方法与具体实现过程。实例表明,所设计装置能实现电压暂降故障的快速检测和电压暂降特征量的准确计算,可用于电压暂降故障的实时监测与分析。

发电机励磁调节和电磁过程对机组转速控制的影响

本文利用水电机组机械和电磁过渡过程联合平台,通过对不同负荷模型时水轮机调节系统负荷扰动的仿真研究,探讨了发电机电磁过渡过程和励磁调节对水电机组转速控制的影响。研究结果表明:励磁系统的调节作用和发电机的电磁过渡过程对水轮机调速器的负荷扰动特性有着十分明显的影响,在进行调速器动态特性研究时应计及这种影响。

水轮机调速器的非线性PID控制

本文研究采用非线性PID控制来改善水轮机调速系统的性能。仿真结果表明 :非线性PID控制具有响应速度快、超调量小的特点 。

基于80C196KC单片机的水轮调速器

研制了一种基于单片机 80 C1 96的水轮机数字调速器 ,介绍了其硬件结构和构成 ,以及应用软件设计思路。运行实践表明 。

非线性解析模糊控制及在水电机组控制中的应用

在解析模糊控制器的基础上,引入非线性函数建立了一种新的模糊控制器,讨论了所论模糊控制器的规则和参数在线调整方法.建立了所论模糊控制器的控制参数与常规PID控制器参数间的关系.最后给出了其在水电机组控制系统中的应用.仿真研究表明:所论模糊控制器可以显著提高水轮机调速系统的动态性能.

单片微机直流电源充放电控制装置

为了更好地对直流电源进行控制和监测 ,介绍了一种基于单片微机 80C196的微机控制直流电源充放电装置。该装置有浮充、均充、逆变放电及根据电池状态自动选择充电方式的功能。运行实践证明 ,它具有硬件电路简单、控制精度高、运行灵活、抗干扰能力强和高性能价格比的特点。它利用了单片机强大的判断和逻辑运算能力及软件的灵活性。通过对蓄电池状态的检测表明 ,微机控制充放电装置可实现对电池的自动充电和智能保护 ,保持蓄电池和直流系统母线电压一直处于良好的运行状态 ,从而延长蓄电池的使用寿命 ,简化运行操作 。

基于DSP2812的静止无功补偿控制器

针对电力系统中无功补偿装置发展的现状,介绍了一种基于DSP2812的静止无功补偿装置控制器的设计。该控制器充分利用了DSP2812内部资源丰富的特点,即响应速度快、动态性能好,系统结构简单、可靠性高、成本低。试验结果表明,该控制器具有优异的性能,可用于低压系统的动态无功补偿。

高可靠性微机调速器研究

介绍了一种高可靠性微机调速器，并对调速器的结构模式、调节方式。