基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调速器研究.pdf

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1、第38卷第3期电力系统保护与控制Vl01．38No．32010年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2010基于现代智能控制技术的水轮机自适应工况PID调速器研究曹程杰，莫岳平(1．扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州225000；2．南瑞自动控制有限公司，江苏南京210000)摘要：针对水轮机常规PID调速器不能根据系统的动态过程自动调整控制参数的缺点，提出一种新的基于现代智能控制技术的水轮机自适应．r-~LPID调节方法。该方法根据水轮机模型综合特性曲线划分水轮机-Y-~L，采用一种改进遗传算法对水轮机的不同工况

2、求取最优调节参数，利用神经网络做到运行工况与最优参数间的平滑切换。经过仿真表明，该控制方法具有良好的静态和动态性能，并具有很强的鲁棒性。关键词：水轮机调速器；自适应PID；遗传算法；神经网络Researchofself-adaptivePIDhydraulicturbinegovernorbasedonmodernintelligencecontroltechnologyCAOCheng-jie，MOYue．ping(1．YangzhouUniversity,Yangzhou225000，China；2．NARIAutomaticControlCo．，Ltd，N

3、anjing210000，China)Abstract：InordertoovercometheflawofgenerailaydraulicturbinePIDgovernor．anewself-adaptivePIDcontrolbasedonthemodemintelligencecontroltechnologyiSproposed．First．itdividestheconditionofhydraulicturbineaccordingtosyntheticcharacteristiccurve，thencalculatestheoptimalpar

4、ameterfordifferentconditionsusinganimprovedgeneticalgorithm，andsmoothlyswitchestheparameterbymeansofANN．Thesimulationresultshowsthatthenewcon~olmethodhasexcellentstoicanddynamicperformance．inaddition．ithasastrongrobustperformance．Keywords：hydraulicturbinegovernor；selgadaptivePID：gene

5、ticalgorithm：neuralnetwork中图分类号：TM761；TK730文献标识码：A文章编号：1674—3415(2010)03—0081．05制，往往只是在机组投运时，通过现场调试结合经0引言验公式设定一组参数，对于机组工况的变化及调节随着社会的不断发展和进步，人们对电能质量模式的改变均缺乏良好的适应性，而水轮机的运行的要求也越来越高。由于水电机组具有启动快、开工况随时有可能偏离设定的工况，使得固定参数的停机迅速、机组平均效率高等优点，因此很适宜担PID控制很难满足现代电力系统的需求【JJ。任系统的调峰调频任务。当机组并入大电网运行本文根据水轮

6、机模型综合特性曲线划分运行时，水轮机调速器主要作为电网一次调频／负荷控制工况，针对每一种工况运用一种改进的遗传算法离器、电网二次调频和电网负荷频率控制的功率控制线计算最优PID调节参数，然后利用神经网络可以器使用。由此可见，水轮机调速器的性能是影响电精确逼近未知非线性函数的特点建立各种工况与能质量的关键因素之～。目前水轮机调速器的控制最优PID调节参数之间的映射关系，做到在运行中规律基本还是PID控制，不断发展的PID控制策略根据工况自适应改变调节参数J。以其算法简单、控制效果良好而备受人们的青睐，1水轮机运行工况的划分及传递函数的计但水轮发电机组的调节系统是一

7、个由引水系统、水算轮机、发电机和调速器等组成的水机电综合控制系由水轮机相似理论可知，同系列水轮机在相似统。由于水流惯性带来的水锤效应，水轮机各环节的非线性和大惯性，以及电网负荷变化带来的扰动工况下其单位转速1"／l1及单位流量Ql1分别相等，因使得水轮发电机组的调节十分困难。现行的PID控此一定的l1、Q值就决定了一个相似工况。水轮．82．电力系统保护与控制机模型综合曲线用nl1、Oll为参变量表示同系列水：亟一Am,：—(M2-M—t)／Mr轮机在不同工况下的效率导叶开度a及空化系(一口I)／Amt(1144-M3)IM,数盯等的变化情况，因此该曲线包含了水轮

8、机在不：一：——～3xA