梯級引水式電站機組控制系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、水力資源是可再生的綠色能源，合理高效地利用水能發(fā)電，并將穩(wěn)定可靠的電能輸送給用戶是電力建設(shè)發(fā)展中長期艱巨的任務(wù)。水電能源不僅能為電力系統(tǒng)提供大量的電能，而且對于優(yōu)化電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、提高供電質(zhì)量起著十分重要作用。
　　功能完善的水電站自動發(fā)電控制(AGC)，能夠最大限度地發(fā)揮水電機組在電力系統(tǒng)中的作用，提高在電力市場條件下水電站競爭力及經(jīng)濟效益。水輪機控制系統(tǒng)是水電站AGC的執(zhí)行機構(gòu)，直接關(guān)系到水電站AGC

2、各項任務(wù)能否順利實現(xiàn)的關(guān)鍵。論文針對梯級引水式電站機組控制系統(tǒng)提出完善措施，以解決生產(chǎn)實際中存在的問題。
　　首先介紹了動態(tài)規(guī)劃原理在梯級水電站經(jīng)濟運行中應(yīng)用，明確水電站AGC各項任務(wù)及其與水輪機控制系統(tǒng)關(guān)系；根據(jù)廣義大系統(tǒng)分散控制理論和系統(tǒng)可靠性理論，提出機組分散協(xié)調(diào)控制結(jié)構(gòu)與水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)分層控制結(jié)構(gòu)、以及水輪機調(diào)速器功能疊加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　其次應(yīng)用現(xiàn)代狀態(tài)反饋控制理論，結(jié)合水輪機轉(zhuǎn)速恒值調(diào)節(jié)要求，得出二次型最優(yōu)控

3、制調(diào)節(jié)參數(shù)，其控制效果明顯優(yōu)于常規(guī)PID推薦參數(shù)；并且按照非線性控制理論與方法對機組甩負荷過程進行非線性控制，即在軟反饋中增加限幅環(huán)節(jié)，能夠使接力器開度脫離關(guān)閉曲線點延后以及開啟動作速度加快，從而使機組轉(zhuǎn)速能快速回落而同時又不產(chǎn)生過大的超調(diào)，大大改善了甩負荷調(diào)節(jié)品質(zhì)；在總結(jié)開環(huán)開機與閉環(huán)開機優(yōu)點的基礎(chǔ)上，提出“開環(huán)+閉環(huán)”新的開機規(guī)律，很好地解決了開機過程中的快速性與平穩(wěn)性之間的矛盾，縮短了開機時間。
　　最后用變結(jié)構(gòu)控制理論方法

4、，對水輪機開度調(diào)節(jié)、發(fā)電機功率調(diào)節(jié)、電站前池水位調(diào)節(jié)、以及機組的轉(zhuǎn)速(頻率)調(diào)節(jié)之間的無擾動切換問題進行了深入研究。以開度調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，采用增量調(diào)節(jié)方式實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)與水位調(diào)節(jié)，能夠較好地解決各種調(diào)節(jié)模式的無擾動切換。
　　通過計算機仿真和電站實際應(yīng)用結(jié)果表明，功能疊加式調(diào)速器具有很高的可靠性和抗干擾能力，其控制策略先進，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)動態(tài)品質(zhì)好，響應(yīng)負荷調(diào)整速度快。而且功能疊加式調(diào)速器開放性好，方便今后的功能擴展，為完善水電站AGC奠定良