基于GSA的水轮机调速器PID控制参数优化方法

针对现有水轮机调速器控制参数优化研究依赖系统特征参数值、忽视发电机模型的不确定性以及控制策略较落后等问题,以引力搜索算法(GSA)为基础,对水轮机调速器PID控制参数优化模型和优化方法等进行分析,仿真模拟优化中国某水电机组,比较不同状态下水轮机调速器的组合控制效果。结果表明,在孤网运行条件下,基于GSA的水轮机调速器PID控制参数优化方法对水轮机组动态运行品质的提升效果最佳。

三峡地下电站国产化励磁系统

三峡地下电站700MW水轮发电机组将采用国产MEC3000型自并励静止励磁系统。MEC3000主要由励磁调节器、可控硅功率整流装置、灭磁及过电压保护装置、电制动及其他操作设备组成。本文介绍了各组成部分的主要功能及特点。

一种新型控制器在风电机组在线监测实现方案

提出了风电机组新型控制器在线监测实现方法;新型控制器以ZYNQ为核心,在硬件上设计了CPU模块,CMS模块,高速背板通信总线模块及开关量扩展模块;在软件上,介绍了CPU模块软件底层操作系统、应用程序实现方案,CMS模块软件实现方案及背板总线实现方案。经风电机组进行在线监测实验,验证了风电机组新型主控系统架构可行性。今后应进一步提升在线监测控制系统的环境适应能力与可靠性,并为风电机组一体化控制应用做准备。

乌东德水力发电厂机组分布式励磁控制系统设计

针对励磁系统集中控制架构中无法实现智能控制的问题,在乌东德水力发电厂机组中,采用点对点光纤分布式励磁控制系统,以嵌入式控制架构为基础,在分布式励磁控制系统中对调节器、功率柜及灭磁柜分别设置了独立分步式控制通道。在调节器中,采用“主用+备用”控制通道方式,控制通道执行励磁系统控制逻辑运算与对外通讯;在功率柜中,控制通道测量阳极电压和阳极电流与调节器控制通道共同调整脉冲触发角,实现控制通道智能均流控制;在灭磁柜中,控制通道监视机组励磁系统运行工况的同时作为第三控制通道。研究成果验证了在乌东德水力发电厂实现点对点光纤通讯分布式励磁控制系统的可靠性与稳定性。

水轮发电机组甩负荷工况多目标优化研究

为解决具有水力干扰的大流量、中水头传统水电站在双机甩负荷工况下对于导叶关闭规律的多样性研究不足的问题,以某双机共尾水调压井巨型水电站为例,构建水电站精细化模型,提出了多目标人工羊群算法(MOASA)优化双机同时甩负荷工况下两段式、三段式导叶关闭规律。为避免极值弱化,考虑了两个水力系统的非对称性,选择两台机组中蜗壳末端压力最大值和转速上升最大值为两个极值优化目标,再从两种控制策略的优化前沿上、中、下区域中选取6种控制规律,并分成3组对比两段式、三段式导叶关闭规律控制效果。结果表明,水电站双机同时甩负荷时,采用三段式关闭规律优于两段式关闭规律。同时采用MOASA优化的两段式、三段式导叶关闭规律的控制效果对比调保要求均留有较大的裕度,可见提出的MOASA可有效指导水电站甩负荷导叶关闭规律设计。

抽水蓄能机组水轮机调节系统参数测试及校核分析

介绍了呼和浩特抽水蓄能电站4号机组水轮机调节系统的数字调节器、机械液压系统、被控制系统的模型及其参数的测试方法,并采用试验方法对模型参数进行辨识,通过仿真校核验证了其准确性。该模型参数可用于电网系统的稳定性分析及日常生产调度,也为类似机组调节系统参数测试提供了参考。

三相电压不平衡下的软件锁相环设计

网侧电压相位的准确获取是PWM整流器功能实现的前提,文章采用软件锁相环技术解决电压不平衡条件下硬件锁相不准的问题。讨论了dq旋转坐标系下锁相环的工作原理,分析了电压不平衡时的相位关系,并设计了相应的软件锁相环。设计的软件锁相环在matlab/simulink仿真中得到了验证,对其它电力电子装置中的软件锁相环设计具有借鉴和指导作用。

基于改进模糊C回归聚类的水轮发电机组的模糊辨识

针对水轮发电机组精确建模的难题,提出了一种基于改进模糊C回归聚类的T-S模糊模型辨识方法。考虑到样本输出值与聚类超平面输出之间的误差值指标的重要性,对于模糊C回归聚类算法进行了改进。该算法将误差值的倒数赋给对应的样本隶属度,构建新的权重矩阵用于更新聚类超平面,从而加速聚类朝向最优聚类超平面的收敛;提出一个新的超平面型隶属度函数,直接利用超平面辨识前提参数;应用带遗忘因子的递推最小二乘算法在线辨识模型的结论参数。以三个常用的数学实例及某水电站水轮发电机组为对象,进行T-S模糊模型的建立,并与其他辨识方法进行比较。结果表明,所提出的模糊辨识方法具有较高的辨识精度,辨识所得模型具有较强的泛化能力。

基于分数阶PID控制和粒子群算法的水电机组开机优化

水轮发电机组不同的开启策略会导致不同的水力过渡过程,针对水电站对水轮发电机组开机过程应简单可靠及对启动规律的要求,本文利用粒子群算法(PSO)对水电机组启动工况进行了优化研究。以国内某双机共尾水隧洞大型水电站为研究对象,考虑由转速超调量及转速ITAE指标构成的目标函数,对导叶一段及二段式开启规律与PID及分数阶PID组合的开机策略的参数进行优化,并进行过渡过程仿真实验。实验的结果表明,与其他开机策略相比,导叶两段式开启规律配合分数阶PID控制器,得到的最优目标函数值更小。蜗壳末端压力及尾水管压力最大值等过渡过程的动态性能更为优秀,能更快到达稳态。

发电机局部放电超声波检测系统的研究

为了预防发电机绝缘故障放电,减少因发电机局部放电造成的损失,研制了一套基于超声波传感器的发电机定子绕组局部放电在线监测系统。该系统由超声波传感器、数据采集终端和虚拟仪器等部分组成。将检测到的超声信号进行分析、处理,利用串行总线(USB)通信技术,把数据传送到电脑上,在主机界面上显示波形。实验结果表明,该系统具有较好的灵敏度,操作简单,成本低等优点。

功率模式下水电机组最优滑模控制策略研究

为提高控制器的鲁棒性和动态调节品质,设计了适用于水轮机调节系统优化控制的最优滑模控制器。首先介绍了水轮机调节系统各子系统的基本数学模型,基于系统数学模型并利用泰勒展式将代数方程局部线性化,忽略二阶以上高阶微量得到水轮机调节系统被控对象状态空间方程。根据得到的状态空间方程和新型滑模面设计了滑模控制器,并基于提出的混合目标函数对控制器参数进行优化。最后以我国某特大型水电站为实验对象,研究了功率控制模式下的水电机组最优滑模控制策略。在机组的弱稳定工况下,通过参数摄动、扰动响应和噪声干扰实验,验证了所设计滑模控制器的鲁棒性,为实现滑模控制在水电机组中的实际应用奠定了理论基础。

基于动态角色的多机器鱼协作顶球研究

机器鱼水球比赛是进行多机器鱼协作研究的标准平台。考虑在机器鱼水球比赛中的协作顶球策略问题,以行为机制理论为基础,根据机器鱼与球之间的距离及机器鱼的方向,通过引入进攻与防守函数来确定各机器鱼的动态角色分配。进一步将多机器鱼协作顶球任务划分为4个子任务层,分别对4个子任务层的行为机制与算法加以规划。最后,通过实验验证了多机器鱼协作顶球策略的可行性和有效性。

乌东德水电站机组励磁系统热管整流柜设计及试验

目前水电站机组励磁系统大功率整流柜普遍采用强迫风冷的散热方式,因此需要定期对功率框进行滤网更换和风道清灰;同时风机运行时也会产生比较高的噪声污染。为此,经过研究和试验,对乌东德水电站电厂励磁系统进行设计时,结合热管技术和智能均流功能,实现了大功率整流柜的自冷运行。介绍了热管原理、热管整流柜额定输出能力的核算方法,以及所用热管整流柜在瑞士ABB公司实验室进行的大电流温升测试情况。实践证明:这种热管整流柜在现场长期运行后的状态稳定,说明热管整流柜在最大水轮发电机组励磁系统中的运用获得了成功,这一创新技术可对今后大容量发电机组励磁系统的升级改造提供借鉴和参考。

基于轨迹生成法的机器鱼位姿控制研究

位姿控制是机器鱼研究的基础,机器鱼游动的实质是位姿到位姿的变化,位姿控制效果直接影响机器鱼完成目标任务的质量。在行为机制基础上,以机器鱼从起始位姿到目标位姿的距离与夹角误差建立矢量矩阵,并以矢量矩阵参量建立极坐标与Lyapunov函数,分析机器鱼从起始位姿到目标位姿的稳定性;在此基础上,给定起始位姿与目标位姿,并在起始位姿与目标位姿分别以"舒适圆"为半径做两个圆,采用轨迹生成法对机器鱼位姿控制进行研究,并对实验效果进行了分析。

励磁同步信号断线保护装置的设计及试验

本文介绍了一种励磁同步断线保护装置,此装置监视接入励磁调节器的2路电压同步信号,通过检测同步电压三相幅值判断同步断线,当出现同步断线时调节器进行通道切换,保证励磁系统可靠运行。此装置也可检测同步电压相位,判断是否出现逆序,在起励阶段判断同步电压逆序故障可以防止发电机出现空载过压。

一种基于TMS320F28335的励磁控制器

介绍了一种基于TMS320F28335的励磁控制器,利用DSC片上外设实现了测频、控制脉冲输出等实时任务。给出了励磁控制器的部分硬件框图和软件流程,讨论了实现这些方法的原因。该控制器已在电厂实际运行,实践表明应用效果良好。

白山抽水蓄能电站一次调频试验与分析

文章介绍了白山抽水蓄能电站国产调速器一次调频功能的研究和实验工作,结合该机组一次调频性能测试与分析,对抽水蓄能机组的一次调频性能进行了全面阐述,并提出了一些改进意见,为今后同类型机组调速器一次调频功能的实现提供了一个案例。

基于光纤网络的分布式励磁控制系统

本文介绍了一种基于光纤网络的分布式励磁控制系统,其智能功率柜在励磁调节器退出运行后可以通过自身通信状态和预置优先级选出替代的在线控制设备。本文提出了一种阳极电压运行方式供智能功率柜独立运行时使用。现场试验验证了智能功率柜切换逻辑的可靠性,也证明了阳极电压运行方式的实用性。

高速电动门无刷电动机驱动控制策略研究

介绍了以无刷直流电动机为驱动电机,C8051F310为控制核心的电动门的控制策略,该控制策略有效地降低系统成本。

姚河坝电站球阀液压控制系统的改造与实践

针对姚河坝电站球阀液压控制系统在使用过程中出现事故状态时球阀不能关闭和球阀油系统与机组油系统窜油现象,对球阀液压控制系统进行了技术改造,成功地解决了存在的问题,简化了阀组和管路数量,优化了系统的设备结构,提高了系统可靠性,为此类设备改造提供了一种良好的设计思路。