水電機(jī)組建模與參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、近30年來我國的電力系統(tǒng)發(fā)展迅猛，不管是電壓等級和電網(wǎng)規(guī)模，還是水電機(jī)組的裝機(jī)容量與發(fā)電總量都處于世界前列。伴隨著這些成績而來的是電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行問題，這就對發(fā)電設(shè)備的控制器性能提出了很高的要求。在電力系統(tǒng)中水電機(jī)組承擔(dān)著快速響應(yīng)負(fù)荷變化、調(diào)頻調(diào)相和事故備用等重要任務(wù)，是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的可靠屏障。因此，開展水電機(jī)組建模和調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化研究工作，對提高機(jī)組的運行穩(wěn)定性和改善調(diào)速器的調(diào)節(jié)品質(zhì)有著極大的工程價值。
　　首先本文在水電

2、機(jī)組的物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上分別分析和建立了各部分的動態(tài)模型，包括水輪機(jī)與有壓引水管道系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)與負(fù)荷三個子系統(tǒng)，在MATLAB/SIMULINK仿真平臺上搭建了單機(jī)獨立運行和雙機(jī)并列運行的系統(tǒng)仿真模型。
　　其次針對水輪機(jī)調(diào)速器PID參數(shù)魯棒優(yōu)化的研究需要，設(shè)計了綜合考慮系統(tǒng)的ITAE指標(biāo)、靈敏度和補靈敏度指標(biāo)的適應(yīng)度函數(shù)，并用粒子群算法對綜合適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行求解。通過比較魯棒優(yōu)化方法得到的PID參數(shù)和只使用ITAE性能指標(biāo)優(yōu)

3、化得到的PID參數(shù)的控制性能，說明了魯棒PID參數(shù)能使機(jī)組在出力變化情況下具有很強(qiáng)的魯棒性能和優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能。
　　最后以某帶孤立負(fù)荷運行的電站為研究對象，使用前文的雙機(jī)并列運行系統(tǒng)模型復(fù)現(xiàn)了該系統(tǒng)的頻率低頻振蕩，然后探討了調(diào)整E f和bp對頻率振蕩的抑制效果，再使用魯棒優(yōu)化方法優(yōu)化了調(diào)頻機(jī)組的PID參數(shù)。本文的研究表明，應(yīng)根據(jù)1、2號機(jī)在系統(tǒng)中承擔(dān)的任務(wù)差異化設(shè)置各自調(diào)速系統(tǒng)的控制參數(shù)：對于擔(dān)負(fù)調(diào)頻任務(wù)的1號機(jī)組，必須對其PID