兼顾功角稳定的水电机组调节系统模糊滑模控制器的设计

水电机组调节系统对水电站的安全稳定运行起着关键的作用,不当的调节参数会弱化系统的阻尼,诱发水电机组功角振荡行为。为保证水电机组稳定运行,提出了一种兼顾功角稳定的模糊滑模控制策略。首先,考虑水力与机电系统暂态特性之间的相互影响,建立了包含弹性水击的水轮机内特性模型和三阶发电机模型的水电机组调节系统模型,并分析不同工况下系统的振荡特性。其次,通过将Δδ及ΔV_(t)引入滑模面函数,改善控制器输出对系统阻尼的影响,提升系统功角输出的稳定性。在此基础上,以系统机械功率为参考指标,设计了一种基于指数规律调整的变速趋近律,使收敛速度能够随工况变化及时调整。不同工况下的仿真结果表明,提出的控制律在系统受到功率扰动时,能够有效改善水电机组功角振荡行为,抑制系统低频振荡的发生,提高了系统的稳定性和控制器的鲁棒性。