水輪機調速系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制研究.pdf

1、水資源是基礎性的自然資源，水力發(fā)電是一種可再生的清潔能源，在電力生產中具有不可替代的重要作用.近年來國家進一步發(fā)展水利事業(yè)，支持小水電發(fā)展，集中整改大中型水電站。但是，由于電力系統(tǒng)的日益龐大對水力發(fā)電在頻率和有功功率調節(jié)與控制上有更高的要求，所以需要引進水輪機自動調速系統(tǒng)，水輪機調速系統(tǒng)包括PID控制算法部分，電液伺服系統(tǒng)，水輪機機組，測量電路，它處于水力發(fā)電設備層級的最前端，直接負責對轉速和功率進行調節(jié)。從它的作用可以看出，水輪機調速

2、系統(tǒng)是水力發(fā)電的核心裝置之一，它的好壞直接影響到水電機組跟隨性能指標和抗擾性能指標是否合格，隨著電氣，電子，計算機技術的快速發(fā)展，微機型調速系統(tǒng)已經成為主流，它除了完成機組調速這一基本任務以外功能有了較大擴展，尤其是微機調速系統(tǒng)可實現(xiàn)各種復雜的控制功能，調速系統(tǒng)已成為一個多功能的智能控制系統(tǒng)。由于調速系統(tǒng)結構的復雜化，造成了水輪機調速系統(tǒng)故障的模糊性、隨機性以及不確定性的增加，一個故障的發(fā)生往往是多個因素引起的，這使得整個水輪機調速系統(tǒng)

3、的運行可靠性被拉低。在現(xiàn)代水力發(fā)電領域中，因為調速系統(tǒng)故障而造成的發(fā)電事故頻頻發(fā)生，這些故障輕則影響發(fā)電效率降低產能，重則造成人員傷亡，機組燒毀等重大事故。以測頻故障為例，測頻不準確時容易造成調速系統(tǒng)出現(xiàn)過調現(xiàn)象，過調現(xiàn)象輕則影響發(fā)電產能，重則會造成電網解列，這些故障都對經濟發(fā)展和社會生產帶來了很大的負面影響，不容忽視。故障診斷與容錯控制技術的出現(xiàn)為解決這一難題帶了新的途徑，將這項技術應用到水輪機調速系統(tǒng)中可以對同一故障進行多層次、多角

4、度的分析，及時準確的發(fā)現(xiàn)故障、處理故障，并且可以利用一定的容錯機制使調速系統(tǒng)可以在故障條件下維持正常運行，大大提高了調速系統(tǒng)的可靠性，有效減少了各種發(fā)電事故的發(fā)生。
　　本文將著重從測頻故障的解決方法、遞階融合診斷方法在水輪機液壓系統(tǒng)故障診斷與容錯控制中的應用以及雙系統(tǒng)硬件冗余容錯機制等方面探討調速系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制辦法，并進行相應的軟件、硬件設計和MATLAB仿真試驗對所提出的水輪機調速系統(tǒng)的故障診斷和容錯控制辦法在水輪機