水轮机调速系统的故障诊断与容错控制研究

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1、分类号：密级：公开论文编号：学号：50128042103重庆理工大学硕士学位论文水轮机调速系统的故障诊断与容错控制研究研究生:谭宇航指导教师：张莲教授学科专业：电气测试技术与仪器研究方向：电力系统运行与控制培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2015年3月2日论文答辩日期：2015年5月28日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：Master'sDissertationofChongqingUniversityofTe

2、chnologySpeedregulatingsystemofturbinefaultdiagnosisandfaulttolerantcontrolresearchPostgraduate：TanYuHangSupervisor：ZhangLianSpecialty：ElectricaltestingtechnologyandinstrumentsResearchDirection：TheoperationandcontrolofpowersystemTrainingUnit：SchoolofEle

3、ctronicInformationandAutomationThesisDeadline：March,2015OralDefenseDate：May,2015重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得as成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。.本人承担本声明的法律后果。作者签名:轉冬部〇曰期年t月午曰学位论文使用授权声明本

4、学位论文作者完全了解学校有关保留'使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打v〃）：1.保密口，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。作者签名：i算冬辦u曰期;2〇丨5年<月f曰导师签名：日期:M年t月午日摘要摘要水资源是基础性的自然资源，水力发电是一种可再生的清洁能源，在电力

5、生产中具有不可替代的重要作用.近年来国家进一步发展水利事业，支持小水电发展，集中整改大中型水电站。但是，由于电力系统的日益庞大对水力发电在频率和有功功率调节与控制上有更高的要求，所以需要引进水轮机自动调速系统，水轮机调速系统包括PID控制算法部分，电液伺服系统，水轮机机组，测量电路，它处于水力发电设备层级的最前端，直接负责对转速和功率进行调节。从它的作用可以看出，水轮机调速系统是水力发电的核心装置之一，它的好坏直接影响到水电机组跟随性能指标和抗扰性能指标是否合格，随着电气，电子，计算机技术的快速发展，

6、微机型调速系统已经成为主流，它除了完成机组调速这一基本任务以外功能有了较大扩展，尤其是微机调速系统可实现各种复杂的控制功能，调速系统已成为一个多功能的智能控制系统。由于调速系统结构的复杂化，造成了水轮机调速系统故障的模糊性、随机性以及不确定性的增加，一个故障的发生往往是多个因素引起的，这使得整个水轮机调速系统的运行可靠性被拉低。在现代水力发电领域中，因为调速系统故障而造成的发电事故频频发生，这些故障轻则影响发电效率降低产能，重则造成人员伤亡，机组烧毁等重大事故。以测频故障为例，测频不准确时容易造成调速

7、系统出现过调现象，过调现象轻则影响发电产能，重则会造成电网解列，这些故障都对经济发展和社会生产带来了很大的负面影响，不容忽视。故障诊断与容错控制技术的出现为解决这一难题带了新的途径，将这项技术应用到水轮机调速系统中可以对同一故障进行多层次、多角度的分析，及时准确的发现故障、处理故障，并且可以利用一定的容错机制使调速系统可以在故障条件下维持正常运行，大大提高了调速系统的可靠性，有效减少了各种发电事故的发生。本文将着重从测频故障的解决方法、递阶融合诊断方法在水轮机液压系统故障诊断与容错控制中的应用以及双系

8、统硬件冗余容错机制等方面探讨调速系统的故障诊断与容错控制办法，并进行相应的软件、硬件设计和MATLAB仿真试验对所提出的水轮机调速系统的故障诊断和容错控制办法在水轮机调速系统中加以实现。关键词：水轮机调速系统；测频故障；液压系统故障；容错控制；卡尔曼滤波；双微机控制器；递阶融合诊断法IAbstractAbstractWaterresourcesarethebasicnaturalresources,hydropowerisarenewablecleane