水電機組建模與參數(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規(guī)模，還是水電機組的裝機容量與發(fā)電總量都處于世界前列。伴隨著這些成績而來的是電網的安全穩(wěn)定運行問題，這就對發(fā)電設備的控制器性能提出了很高的要求。在電力系統(tǒng)中水電機組承擔著快速響應負荷變化、調頻調相和事故備用等重要任務，是電網安全穩(wěn)定運行的可靠屏障。因此，開展水電機組建模和調速器參數(shù)優(yōu)化研究工作，對提高機組的運行穩(wěn)定性和改善調速器的調節(jié)品質有著極大的工程價值。
　　首先本文在水電

2、機組的物理結構基礎上分別分析和建立了各部分的動態(tài)模型，包括水輪機與有壓引水管道系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)電機與負荷三個子系統(tǒng)，在MATLAB/SIMULINK仿真平臺上搭建了單機獨立運行和雙機并列運行的系統(tǒng)仿真模型。
　　其次針對水輪機調速器PID參數(shù)魯棒優(yōu)化的研究需要，設計了綜合考慮系統(tǒng)的ITAE指標、靈敏度和補靈敏度指標的適應度函數(shù)，并用粒子群算法對綜合適應度函數(shù)進行求解。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)能使機組在出力變化情況下具有很強的魯棒性能和優(yōu)良的調節(jié)性能。
　　最后以某帶孤立負荷運行的電站為研究對象，使用前文的雙機并列運行系統(tǒng)模型復現(xiàn)了該系統(tǒng)的頻率低頻振蕩，然后探討了調整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)化了調頻機組的PID參數(shù)。本文的研究表明，應根據1、2號機在系統(tǒng)中承擔的任務差異化設置各自調速系統(tǒng)的控制參數(shù)：對于擔負調頻任務的1號機組，必須對其PID