水轮机调节系统的适应式变参数控制

研究，总结了适应式变参数控制在水轮机调节系统中的应用情况，指出现代电力系统对调速器运行的新要求；现代水轮机调速器的主要功能是起机组频率调节器和机组功率控制器的作用。     

变转速给水泵汽轮机调节系统的特性研究

对一台变转速给水泵汽轮机调节器的参数进行了整定，对转子时间常数和调速器比例放大系地系统特性的影响进行了研究，结果表明，采用串级比例积分调节能够满足机炉运行的要求，消除背压汽轮机进排汽参数变化对机组稳定工况的影响，调节性能稳定可靠；转子时间常数和调速器比例放大系数对系统特性的影响正好与对发电用汽轮机调节系统的影响相反。     

变速风力发电机组调频控制策略研究

根据变速风力发电机组的运行特点,提出一种调频备用功率控制策略。在正常情况下,调整机组最优功率-转速曲线,使机组运行在次优功率捕获曲线上,减少一部分有功输出,留作调频备用功率;当系统频率变化时,通过调节桨距角和机组有功功率参考值,改变风电机组有功输出,参与系统频率调整。通过一个具体仿真算例分析了风电机组增加惯性响应控制、一次调频控制与备用功率控制等多种控制环节对系统频率的调节作用,并研究了当频率突变时有无AGC控制对风电机组调节特性的影响。     

抽水蓄能机组调速器双微分通道的PID控制算法

抽水蓄能机组在低水头下启动运行时,受水泵水轮机“S”形特性的影响,空载工况下机组的单位转速相对较大,很容易进入反水泵工况区,导致不稳定运行。为了提高低水头下抽水蓄能机组的空载运行稳定性,在现有PID调节器的结构上增加了一个微分通道,研究了采用双微分通道的PID调速器控制算法。仿真计算证明,采用双微分通道进行调节,调速器微分环节在较宽的调节范围内都起作用,有效减小了抽水蓄能机组“S”形特性的影响,提高了机组在低水头空载时的稳定性。     

几个重要参数对数字式电子调速器调节品质的影响分析

用数学的方法对数字式电子调速器控制柴油机转速的调节过程进行了描述与分析。指出随着调速器系统的几个重要参数（比例增益系数kc积分时间常数Ti及微分时间常数Td）设定值的不同,将会得到不同的调节规律和调节品质。以一台6RTA48T—B柴油机为例,对突卸负荷后的调节过程进行了模拟计算,分析了系统这几个重要参数对系统调节过程和调节品质的影响。结论是在不至于引起过大冲击的情况下,宜采用尽可能大的Kc值和尽可能小的Ti值;而尽可能不用微分调节。     

尾水调压室尺寸对水电站小波动过渡过程的影响研究

带有调压室的长引水式电站,由于机组负荷出现微小变化等原因会导致出现小波动过渡过程,小波动过渡过程是否稳定,直接关系到过渡过程品质的好坏,涉及到电站安全及供电质量。当出现微小扰动时,若调速器可将该扰动状态恢复到初时段的稳定状态或是在规范允许的范围内波动时,则系统稳定;若调节过程中系统一直处于振荡状态,则系统不稳定。在分析过程中,调压室作为水电站输水系统上的主要建筑物,其断面尺寸对输水系统小波动过渡过程的影响研究尤为重要。     

大型水电机组调节系统无模型自适应PID控制器设计

水电机组调节系统在水电发电系统中承担着能量转换的重要作用。针对水电机组运行工况复杂多变、控制困难的问题，研究无模型自适应控制（MFAC）理论，设计了一种基于紧格式动态线性化方法（CFDL）的无模型自适应PID控制器（MFAC-PID）。在此基础上，以某电站机组为对象建立其调节系统非线性仿真模型，在550、540、526 m三种水头下，进行了机组开机过渡过程仿真试验。结果表明，与PID控制相比，所设计的MFAC-PID控制器可使开机过程中机组转速超调量、转速上升时间和稳态误差值分别减小56.0%、0.6%、60.0%。此外，当机组工作水头发生变化时，MFAC和PID控制效果变差，而MFAC-PID控制器能保证良好的动态响应品质，表现出更好的自适应能力。     

机组调速系统引入调压井涌浪反馈对减负荷过程的影响

鉴于长引水系统水流惯性时间系数较大,机组减负荷时,机组输出力矩无法立即响应负荷的变化,不能很好地满足电网稳定调节需求。通过BCB软件平台对带有调压井的高水头机组复杂非线性模型的减负荷过渡过程进行仿真,提出将调压井的涌浪反馈引入至机组PID调速系统的比例环节、积分环节和微分环节,对比分析减负荷后机组出力、调压井涌浪及蜗壳水压波动情况。结果表明,引入调压井的涌浪反馈至调速系统的微分环节能够加快长引水系统机组减负荷后系统的稳定。     

双馈风电场有功频率分层控制

风电场有功频率控制是风电场接入电网运行的关键技术。在分析双馈风力发电机组减载运行控制策略及超速法下双馈风力发电机组的减载运行调节能力的基础上,提出了提高双馈风电场的有功调节能力及接入电网后系统频率稳定性的有功频率分层控制策略。该策略根据不同风速区风电机组的减载运行调节能力差异,设计了风电场层分配策略及风电机组层控制策略,在满足有功控制要求的前提下,尽可能提高风电场对电力系统暂态频率稳定的支持。仿真结果表明,该控制策略在系统稳定运行时尽可能存储转子动能,当出现功率扰动后,能够通过快速释放转子存储的动能响应系统频率变化,从而提高了双馈风电场接入电网后的系统频率稳定性。     

水电机组双重调节调速器的功率调节

分析了水电机组双重调节调速器的功率闭环调节过程中功率、水头、桨叶之间的关系、实现方法及在水电厂AGC系统中的应用,为"无人值班"和梯级电厂AGC运行提供借鉴,有利于提高水电厂及电力系统的安全性和稳定性.     

福建电网水电厂一次调频试验剖析

针对当代电力系统中水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心,依据福建电网大量水电站一次调频试验结果,论述了水轮机调速器与电网负荷频率控制间的关系,分析了调速器在电网一次调频中的作用、静态与动态特性,提出了福建电网水电机组并网工况下调速器PID参数整定范围及机组功率控制模式.     

基于准线性模型的柴油机电子调速仿真和实验研究

为了更好研究柴油机动态调速工作过程，在实验的基础上，采用MATLAB／simulink仿真平台和FuzzyLogic Toolbox工具箱建立柴油机准线性控制模型，采用增量型PID和自适应模糊PID对此模型进行控制仿真，分析油门突变和负荷突变时不同控制算法对转速稳定性的控制效果，综合各自算法的优缺点指导了实际控制软件的编写。发动机台架实验测试结果表明，发动机稳态调速率小于2．5％，符合各类常规动力设备的调速要求，并实现对LR6105Q型柴油机的全程调速和两极调速的功能，达到了与发动机匹配主机的动力特性要求。     

Frequency control support of a wind-solar isolated system by a hydropower plant with long tail-race tunnel

Pumped storage hydro plants (PSHP) can provide adequate energy storage and frequency regulation capacities in isolated power systems having significant renewable energy resources. Due to its high wind and solar potential, several plans have been developed for La Palma Island in the Canary archipelago, aimed at increasing the penetration of these energy sources. In this paper, the performance of the frequency control of La Palma power system is assessed, when the demand is supplied by the available wind and solar generation with the support of a PSHP which has been predesigned for this purpose. The frequency regulation is provided exclusively by the PSHP. Due to topographic and environmental constraints, this plant has a long tail-race tunnel without a surge tank. In this configuration, the effects of pressure waves cannot be neglected and, therefore, usual recommendations for PID governor tuning provide poor performance. A PI governor tuning criterion is proposed for the hydro plant and compared with other criteria according to several performance indices. Several scenarios considering solar and wind energy penetration have been simulated to check the plant response using the proposed criterion. This tuning of the PI governor maintains La Palma system frequency within grid code requirements.     

基于串级PID的天然气发动机恒速控制应用研究

发电机组要求输出的电压和频率保持在一定的范围内,因此驱动发电机组的发动机在运行状况或负载发生变化时,转速必须稳定在设定的范围内,为此在电子节气门控制的天然气发动机上开发了一种基于串级PID的恒速控制系统.天然气发动机台架试验结果表明,当发动机运行状况或外界负载发生变化时,串级PID恒速控制系统对发动机转速的调节具有较小的超调和较快的稳定时间等优点.     

二自由度控制的水轮机鲁棒调速器设计

利用二自由度控制理论和低敏感度法，设计了能克服模型化误差的水轮机鲁棒调速尽的方法．仿真实验表明，采用这种设计方法设计的沈达任具有优于常规ＰＩＤ调速器的鲁棒稳定性     

实现柴油机全程电子调速PID参数整定的仿真研究

在电控LPG-柴油双燃料发动机试验的基础上，建立了全程电子调速器模型。通过动态调整油泵齿条位置实现对柴油机突变负载下转速的闭环控制，从而保证在不同工况下转速的稳定性。同时，模型实现了不同负载下，对PID参数进行整定，并将整定后的PID参数用于LR6105双燃料发动机的参数整定试验。经试验验证，此仿真模型能降低转速波动率，从而减少大量调试工作。     

可倾轴承损坏引发的燃气轮发电机组 低频振动故障分析

某台大型单轴式燃气轮发电机组发生了不稳定振动。带负荷运行时,#4、#5轴承振动出现随机性大幅波动。对机组带负荷运行状态下的振动进行了测试。试验发现,振动与润滑油温之间有一定关系,振动波动时轴系轨迹紊乱,轴颈中心位置不稳定,振动信号中出现了13 Hz左右的低频分量。振动波动时,50Hz工频分量稳定。轴振波动时瓦振没有波动。对机组上发生的这类少见故障的原因进行了分析。指出可倾轴承损坏是不稳定振动的主要原因。停机后对轴承进行了检修,解决了机组上发生的振动故障。     

抽水蓄能机组调速系统健康状态评估

采用层次分析法及模糊综合评判原理评估了响水涧抽水蓄能电站调速系统的健康状态。首先根据行业技术规程和电站试验及运行数据,建立了调速系统层次分析模型,基于油系统性能状态、工况性能状态、历史性能状态3大类及50余项运行指标对调速系统健康状态影响进行权重分析;其次建立了评语集,采用加权平均型模糊算子与合适的隶属度函数对各项指标实际运行数据进行了模糊评判;最后对响水涧机组调速系统性能及状态进行综合评估,确定了该系统的总体健康状态。     

抽水蓄能机组调速器智能启动策略研究

为解决以偏差为基础的PID控制策略不能满足抽水蓄能机组在不同水头下有较好启动特性的问题,研究了抽水蓄能机组调速器智能启动策略,启动过程的控制目标以机组转速的微分与转速偏差的比值为常数,采用闭环开机控制方式,将机组开机时的转速上升期望特性设置为频率给定,使机组转速变化的动态过程强制转变为按照指数衰减的过程,可实现抽水蓄能机组快速平稳开机并网。     

基于DSP的定日镜跟踪控制系统研究

研制了一种用于塔式太阳能热发电站中定日镜的新型跟踪控制系统,该系统采用开-闭环结合的控制方式,以DSP2812为控制器,并针对定日镜谐波传动机构在控制过程中其参数在一定范围内具有"自相似性"的特性,系统采用了复合式分段控制算法,即:在开环时输出脉冲常量快速定位,在闭环粗调时采用增量式数字PID算法,在闭环精调时利用分形修正的PID算法,最终实现定日镜的精准跟踪。经测试表明,该系统跟踪精度优于3.5mrad,25度阶跃响应常数小于103ms,超调量小于3.2%,半振荡次数小于2次。该文主要成果已在国家863计划重点项目示范基地中经过现场测试检验。