梯级电站联合运行水位无差状态反馈调节器.PDFVIP

２０１５年１１月 第３３卷　第１１期 　 Ｎｏｖ．２０１５ Ｖｏｌ．３３　 Ｎｏ．１１ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１４．１０２０ 梯级电站联合运行水位无差 状态反馈调节器 杨海霞，樊红刚，朱渊岳，陈乃祥 樊红刚 （清华大学热能工程系 ＆水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 １０００８４） 摘要：为了实现梯级串联电站系统的稳定运行，基于最优控制原理，将站间调节池的水位偏差值 引入上一级电站的反馈调节器中，提出了在进行功率（或转速）调节的同时能够平衡电站间流 量，并使站间调节池的水位得到调节与控制的状态反馈调节器．通过数值仿真试验，比较了转 速、调节池水位和导叶开度的不同权重因子对系统动态特性的影响．由仿真结果可以看出，转速 和调节池水位的权重因子对调节品质影响小，改变转速和调节池水位的权重因子，转速的最大 变化相对值均为３％左右，调节时间大约为４５ｓ；调节池水位的最大变化相对值均为００１１％，调 节时间约为４０００ｓ．而当导叶开度权重因子从１３０减小为１时，其转速的最大变化相对值减小约 ４６％；调节池水位最大变化相对值减小４１％，调节时间减少为原来的３３％左右，所以采用较小的 导叶开度权重因子设计出的最优控制调节器，机组转速的调节时间缩短，峰值降低，调节池水位 的峰值也降低．为了便于实际应用，选择合理的权矩阵设计了能实现梯级电站联合运行时站间 水位无差调节的状态降维反馈调节器．由仿真结果可以看出，状态降维前后，转速、调节池水位 等状态量的调节品质相差不大． 关键词：梯级电站；权矩阵；降维反馈调节器；流量平衡 中图分类号：Ｓ２７７９；ＴＶ６９７　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１５）１１－０９４５－０８ 　　　 杨海霞，樊红刚，朱渊岳，等．梯级电站联合运行水位无差状态反馈调节器［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１５，３３（１１）：９４５－９５２． 　　　 ＹａｎｇＨａｉｘｉａ，ＦａｎＨｏｎｇｇａｎｇ，ＺｈｕＹｕａｎｙｕｅ，ｅｔａｌ．Ｓｔａｔｅｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈｏｕｔｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｅｒｒｏｒｆｏｒｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｎｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｏｆｃａｓｃａｄｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｒａｉｎａｇｅａｎｄＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０１５，３３（１１）：９４５－９５２． （ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ） Ｓｔａｔｅｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈｏｕｔｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｅｒｒｏｒｆｏｒｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｒｅｓｅｒｖｏｉｒｏｆｃａｓｃａｄｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ ＹａｎｇＨａｉｘｉａ，ＦａｎＨｏｎｇｇａｎｇ，ＺｈｕＹｕａｎｙｕｅ，ＣｈｅｎＮａｉｘｉａｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｋｅｅｐｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｃａｓｃａｄｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓ，ａｓｔａｔｅｆｅｅｄｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｖａｌｕｅｏｆｔｈｅ