基于現(xiàn)代智能控制技術(shù)的水輪機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)典型的時(shí)變、非最小相位系統(tǒng)，而且也是一個(gè)參數(shù)隨工況點(diǎn)改變而變化的非線性系統(tǒng)。常規(guī)的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能隨工況點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化過程自動(dòng)整定PID控制參數(shù)，導(dǎo)致被控機(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，從而使電網(wǎng)頻率產(chǎn)生波動(dòng)。為了解決上述問題，本課題深入研究了國內(nèi)外水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以設(shè)計(jì)能夠根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行工況自整定的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為研究主線，提出將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)、遺傳算法等現(xiàn)代智能控制理論應(yīng)用于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的建模仿真、

2、參數(shù)分析等方面也進(jìn)行了研究。 本課題在分析水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，采用MATLAB中的Simulink模塊建立水輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的多種精度模塊化模型，在此基礎(chǔ)上分別構(gòu)建水電機(jī)組非線性模型、線性化模型和經(jīng)典理想模型。通過與現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)相比較，研究了不同模型的適用范圍，驗(yàn)證了仿真模型和算法的正確性，體現(xiàn)了模塊化建模在水電站仿真計(jì)算中的優(yōu)勢(shì)。 基于水輪發(fā)電機(jī)組剛性水擊模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)控制方法，在分析勵(lì)磁與導(dǎo)葉系統(tǒng)可

3、逆性的基礎(chǔ)上提出了一種新的水輪發(fā)電機(jī)組解耦控制器設(shè)計(jì)方法。理論分析和仿真結(jié)果表明該控制策略較好的解決了水輪發(fā)電機(jī)組控制時(shí)存在的多變量、非線性、強(qiáng)耦合問題；實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)解耦控制，具有較好的適應(yīng)性和魯棒性，可有效增強(qiáng)輸電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 針對(duì)水輪機(jī)常規(guī)PID調(diào)速器不能根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)的缺點(diǎn)，提出一種新的基于現(xiàn)代智能控制技術(shù)的水輪機(jī)自適應(yīng)工況PID調(diào)節(jié)方法。該方法根據(jù)水輪機(jī)模型綜合特性曲線劃分水輪機(jī)工況，采用一