水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制研究.pdf

1、水資源是基礎(chǔ)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(chǎn)中具有不可替代的重要作用.近年來(lái)國(guó)家進(jìn)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(duì)水力發(fā)電在頻率和有功功率調(diào)節(jié)與控制上有更高的要求，所以需要引進(jìn)水輪機(jī)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)包括PID控制算法部分，電液伺服系統(tǒng)，水輪機(jī)機(jī)組，測(cè)量電路，它處于水力發(fā)電設(shè)備層級(jí)的最前端，直接負(fù)責(zé)對(duì)轉(zhuǎn)速和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。從它的作用可以看出，水輪機(jī)調(diào)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(jī)組跟隨性能指標(biāo)和抗擾性能指標(biāo)是否合格，隨著電氣，電子，計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，微機(jī)型調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成為主流，它除了完成機(jī)組調(diào)速這一基本任務(wù)以外功能有了較大擴(kuò)展，尤其是微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制功能，調(diào)速系統(tǒng)已成為一個(gè)多功能的智能控制系統(tǒng)。由于調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，造成了水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)故障的模糊性、隨機(jī)性以及不確定性的增加，一個(gè)故障的發(fā)生往往是多個(gè)因素引起的，這使得整個(gè)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

3、的運(yùn)行可靠性被拉低。在現(xiàn)代水力發(fā)電領(lǐng)域中，因?yàn)檎{(diào)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(chǎn)能，重則造成人員傷亡，機(jī)組燒毀等重大事故。以測(cè)頻故障為例，測(cè)頻不準(zhǔn)確時(shí)容易造成調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)調(diào)現(xiàn)象，過(guò)調(diào)現(xiàn)象輕則影響發(fā)電產(chǎn)能，重則會(huì)造成電網(wǎng)解列，這些故障都對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的負(fù)面影響，不容忽視。故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)的出現(xiàn)為解決這一難題帶了新的途徑，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中可以對(duì)同一故障進(jìn)行多層次、多角

4、度的分析，及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障、處理故障，并且可以利用一定的容錯(cuò)機(jī)制使調(diào)速系統(tǒng)可以在故障條件下維持正常運(yùn)行，大大提高了調(diào)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(cè)頻故障的解決方法、遞階融合診斷方法在水輪機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制中的應(yīng)用以及雙系統(tǒng)硬件冗余容錯(cuò)機(jī)制等方面探討調(diào)速系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制辦法，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件、硬件設(shè)計(jì)和MATLAB仿真試驗(yàn)對(duì)所提出的水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制辦法在水輪機(jī)