軸流轉(zhuǎn)槳水輪發(fā)電機(jī)多指標(biāo)非線(xiàn)性綜合控制策略研究.pdf

1、水輪機(jī)控制系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜的水、機(jī)、電綜合非線(xiàn)性系統(tǒng)。由于機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大、水輪機(jī)控制系統(tǒng)具有的強(qiáng)非線(xiàn)性，使得系統(tǒng)被控目標(biāo)調(diào)節(jié)品質(zhì)受到很大影響，同時(shí)也給系統(tǒng)穩(wěn)定性分析以及參數(shù)整定帶了很大難度。在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中，由于非線(xiàn)性控制理論能針對(duì)具體設(shè)備進(jìn)行研究，例如發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)、調(diào)速控制系統(tǒng)以及勵(lì)磁調(diào)速控制綜合控制系統(tǒng)，所以非線(xiàn)性控制理論在水輪機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣泛。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)混流式水輪機(jī)系統(tǒng)的非線(xiàn)性控制研究比較深入，對(duì)于軸流轉(zhuǎn)槳

2、水輪機(jī)控制系統(tǒng)的研究涉及不多。為此，本文采用非線(xiàn)性理論，針對(duì)軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁調(diào)速綜合控制系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的研究和分析。
　　 首先，通過(guò)分析軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)機(jī)械、電氣特性，建立了軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的五階非線(xiàn)性模型。根據(jù)工程實(shí)際中應(yīng)用的控制方法，提出了單變量協(xié)聯(lián)控制策略(Single-Variable Tracking Control of Kaplan turbine，SVTC)。仿真結(jié)果表明:本文提出的調(diào)速系統(tǒng)模

3、型有效地反映了水輪機(jī)組的非線(xiàn)性特征，同時(shí)也驗(yàn)證了SVTC控制策略的合理性與優(yōu)越性。
　　 其次，為了克服傳統(tǒng)軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)槳葉轉(zhuǎn)角控制在時(shí)間和位置上滯后于導(dǎo)葉開(kāi)度，縮短動(dòng)態(tài)過(guò)程的調(diào)節(jié)時(shí)間，提高軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)的水能利用率，本文將傳統(tǒng)的單變量調(diào)速系統(tǒng)模型改進(jìn)成同時(shí)控制導(dǎo)葉開(kāi)度和槳葉轉(zhuǎn)角的兩變量模型，并提出了分別同時(shí)控制軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度和槳葉轉(zhuǎn)角的多變量協(xié)調(diào)控制策略(Multi-Variable Coordinated Cont