貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機的非線性模型與控制.pdf

1、貫流式水輪機是一種比傳統(tǒng)的混流式、軸流式和其它沖擊式水輪機出現(xiàn)的都要晚的多的水輪機。其主要特點是適應(yīng)低水頭水力資源的開發(fā)，同時其流量又較大，帶來這類水輪機的比速較高。所以這類水輪機的飛輪力矩較小，在甩負(fù)荷過渡過程中升速較快，同時，由于其水頭低、流量大，這類水輪機具有較大的水流慣性常數(shù)。
　　而水力發(fā)電系統(tǒng)由于其涉及到復(fù)雜的流體、機械和電氣相交互的各類問題影響，整個系統(tǒng)的非線性特征極其突出。對于常見的水輪機控制器而言，其采用的多是P

2、ID控制方法，這類方法很難解決水力發(fā)電系統(tǒng)在運行中的非線性因素，所以在此基礎(chǔ)上利用一種多指標(biāo)非線性控制方法對系統(tǒng)的狀態(tài)方程進行變換，以期獲得一種能適用于硬件設(shè)備的控制律。而這里提到的控制方法能在非線性系統(tǒng)的某些局部獲得完全或者部分線性化的穩(wěn)態(tài)平衡點，求解出全新的控制律，能在一定程度上提升控制性能。借助于這種控制方法能很好的解決電力系統(tǒng)中的非線性模型的一些控制問題。
　　由于傳統(tǒng)的傳遞函數(shù)方法在貫流式水輪機的建模上面比較困難，所以本

3、文借助了一種在水力工程設(shè)計與計算中比較常用的狀態(tài)方程來輔助獲得相關(guān)參數(shù)，這類方法一般很少出現(xiàn)在電力系統(tǒng)的水輪機建模之中。利用水力機械過渡過程計算中的水輪機狀態(tài)方程，結(jié)合水輪機的傳遞函數(shù)，通過一些己知的運行點，在缺少水輪機特性曲線的情況下，借助過渡過程方程求解出所需的運行點其余參數(shù)，利用這些運行點的參數(shù)來求解出狀態(tài)方程的系數(shù)，就可以獲得一個可以求解的貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機的仿真模型。接下來找到槳葉和導(dǎo)葉協(xié)聯(lián)控制的關(guān)系。結(jié)合二階的發(fā)電機方程共同形