水轮机调节系统控制策略综述.PDFVIP

维普资讯 第 35卷 第 1期 2004年 1月 人 民 长 江 V0】．35．No．1 Yangtze River Jan．． 200_4 文章编号：1001—4179(2004)01—0033—03 水轮机调节系统控制策略综述 方 红 庆 孙 美 凤 沈 祖 诒 (河海大学 水利水电工程学院，江苏 南京 210098) 摘要：综述水轮机调节系统常规PID控制、自适应控制、智能控制和非线性控制的特点，指出模糊控制和专家控 制精度较低；神经元网络控制学习速度较慢、易收敛到局部最小点；遗传算法可有效地解决参数寻优 问题 ；非线 性控制着眼于水轮机调节系统的非线性特性，控制效果较好：提出将非线性控制与其它控制策略相结合形成 复合控制，将是水轮机调节系统控制策略的发展方向 关 键 词：水轮机调节系统；HD控制；自适应控制；智能控制；非线性控制；复合控制 中图分类号 ：TK730．4 文献标识码：A 水轮机调节系统 ’是一个集水力、机械、电气为一体的复 种调节器，大多数反馈控制系统用该方法或其较小的变形来控 杂的控制系统，其基本的任务是根据电力系统负荷的不断变化 制。因此 HD控制是水轮机调节系统的一种比较理想的控制方 来调节水轮发电机组的有功功率输出，并维持机组频率在规定 式。 的范围之内。由于压力引水系统的水流惯性、水轮发电机组各 比例作用调节器相当于放大系数可以调整的放大器，其优 个环节的非线性特性、水轮机传递系数随工况而改变的时变特 点是不增加系统传递函数的阶次，有利于系统的稳定，装置简单 性以及随时发生的电力系统负荷扰动使得水轮机调节系统的控 易于实现。比例控制在水轮发电机组偏差出现时，能立即给出 制十分困难。 控制信号，使被控制量朝着减小偏差的方向变化。但比例系数 水轮机调速器是保证水电厂机组稳定运行的重要控制设 较小时控制信号也小，调节过程较慢 ，控制作用的强弱取决于比 备，直接关系到机组的安全与稳定运行。调速器的发展先后经 例系数的大小。比例系数较大时又有可能破坏系统的动态特 历了3个阶段：机械液压型调速器、电气液压型调速器和计算机 性，且单纯的比例作用会形成水轮机调节系统的静差。积分作 调速器。 用对偏差进行记忆并积分，可以防止小偏差长期存在，有利于消 随着计算机技术的迅猛发展，计算机控制技术逐步应用于 除静差。但在偏差出现初期 ，偏差比较小，此时无论是比例控制 水轮机调节系统，计算机调速器采用先进的电子调节器式系统 还是积分控制作用都 比较小。且积分作用速动性差，具有滞后 结构，由转速测量单元、电子调节单元和电液执行单元组成。其 性，同时使系统的阶次增加，降低系统的稳定性。微分作用是按 特点是转速测量、调节规律的形成和驱动导水机构的职能分别 照被调量偏差的变化速度来产生调节作用，在偏差刚形成时，就 由上述3个功能单一的单元实现，其控制规律由软件形成，这使 能有较大的控制作用，从而加快调节过程。能在偏差过大之前 复杂控制规律的研究和实现成为可能。 进行有效的校正，因此可以减少系统的最大偏差。增大微分控 从调速器所采用的调节规律来看，传统的模拟式调速器的 制作用可加快系统的响应速度，使超调量减小，增加系统稳定 调节规律是PI或PID调节，而且只有空载和负荷两组参数。近 性。但微分作用对干扰十分敏感，使系统抑制干扰的能力降低。 年来，随着计算机调速器硬件水平的提高和控制理论的发展，水 水轮机调节系统的常规PID控制是按水