水电站多机组的分散预测控制器研究

本文提出一种适于多水轮机系统的分散预测控制策略。分散控制结构能满足实际系统的物理要求,每一机组采用性能优良的水压转速联合预测控制器,并把因分散化所丢失的机组间的关联信息通过设计一扰动观测器加以补偿。通过对有水力联系的两水轮机组带孤立负荷时的仿真结果表明,这种分散预测控制器可使系统具有优良的动态响应过程。     

水轮机最优状态反馈控制系统的仿真研究

本文对文献[1]所提出的水轮机最优状态反馈控制系统进行了仿真研究,主要包括:权系数变动对水压和转速过程的影响,最优状态调节器自动关机过程,按弹性水击设计的最优状态调节器对长引水道水压过程的改善,“引水道观测器”的可行性分析,分区域线性化状态调节器对水轮机非线性的补偿效果等.     

天荒坪抽水蓄能电站甩负荷过渡过程实测成果仿真分析

介绍了天荒坪抽水蓄能电站一管一机和一管二机现场甩负荷试验实测成果和仿真分析结果,通过对蜗壳进口水压力、机组转速等的现场试验实测曲线与数值仿真计算曲线的比较分析,论证了输水系统及机组各有关参数的可能误差对电站甩负荷过渡过程数值仿真计算结果的影响,同时校正了该电站甩负荷过渡过程计算软件中的有关系数和基本参数,为一管三机甩负荷过渡过程预测和计算分析奠定了基础。     

单轴燃气轮机的多模型预测控制

针对单轴燃气轮机这样大型复杂且具有极强非线性的热力系统,利用Matlab／Simulink对某型单轴燃气轮机系统进行了仿真,并采用自适应多模型广义预测控制的先进控制方法对转速控制器进行了仿真分析。仿真表明,该控制方案对燃气轮机的转速控制取得了很好的效果,具有实际应用价值,为燃气轮机的转速控制提供了一种新的思路。     

大电网运行水轮发电机组功率预测控制研究

本文考虑刚性水锤与弹性水锤两种情况,分别建立了水轮发电机组并入大电网运行时的功率调节动态数学模型,同时根据l~∞范数性能指标,考虑水压引起的最大功率反调约束,设计了功率预测控制器。仿真结果表明功率预测控制系统有效地抑制了非最小相位水击效应带来的功率反调作用,其功率调节动态特性优良,为功率的计算机优化控制提供了一种行之有效的方法。     

残差灰色风速预测最大风能追踪策略研究

该文引入灰色预测理论,用以往时刻的风速信息预测下一控制时刻的风速,并用残差修正方法来提高预测精度。根据该预测风速的大小来确定下一时刻最优功率点搜索的起始风电机组转速,再利用变步长转速扰动的最大风能追踪策略(爬山法)找到最优功率点。仿真表明,残差灰色风速预测方法具有很好的预测效果,有效缩小了最优功率点的搜索区间,缩短了搜索时间,提高了机组的运行效率。     

水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站~#1机组特征参数数学模拟

鉴于水泵断电工况试验为机组启动试运行期间抽水方向调试的重要内容,基于特征线法,采用改进Suter变换曲线分析建立了水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组的数学模型,并结合现场试验数据,分析对比了机组转速、导叶开度、蜗壳进口水压、尾水管锥管水压等特征参数变化。结果表明,仿真的各特征参数变化趋势及极值与现场试验相近,从而验证了该数学模型的正确性。     

水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组特征参数数学模拟

鉴于水泵断电工况试验为机组启动试运行期间抽水方向调试的重要内容,基于特征线法,采用改进Suter变换曲线分析建立了水泵断电工况下洪屏抽水蓄能电站#1机组的数学模型,并结合现场试验数据,分析对比了机组转速、导叶开度、蜗壳进口水压、尾水管锥管水压等特征参数变化。结果表明,仿真的各特征参数变化趋势及极值与现场试验相近,从而验证了该数学模型的正确性。     

基于多输出LSSVM的压气机特性的拟合和预测研究

采用最小二乘支持向量机进行了压气机特性拟合和预测研究,利用遗传算法对向量机的核参数和惩罚参数进行优化,提高建模精度,分析了已知特性数据的拟合精度,并对已知转速特性线上的未知数据、已知转速特性线之间的未知转速特性线、已知转速特性线之外的未知转速特性线进行预测,将预测结果与BP神经网络预测结果进行对比,表明最小二乘支持向量机法具有更高的预测精度,可满足工程仿真需求。     

皮带输送机永磁同步电机系统仿真分析

针对矿用运输设备皮带输送机永磁同步电机的现状,分析了矢量控制、直接转矩控制、自适应控制、滑模变控制和预测控制5种调速系统定向形式的优缺点。同时,利用MATLAB仿真模拟软件对永磁同步电机系统进行了仿真模拟,得出前馈解耦控制转速响应下的转速反应更加灵敏,解决了PI控制转速响应下转矩脉动问题,系统的稳定性得到了提高。综合利用多种控制方法可以实现对电机电流稳定性的控制和系统模块的预测,为皮带输送机适应不同工作环境提供了便利。     

虚拟仪器技术在泵站水锤压力测试中的应用

本文针对二期抽黄管理局南郭泵站出现的严重管道水锤现象,分析了水锤产生的原因和改变其压力升高的方法,提出了一种利用虚拟仪器技术开发的水锤压力测试系统,利用本系统可完整地观察闭阀过程中管道内部水流压力的变化。实践证明该系统具有采集速度高,造价低,可扩展性强的特点。     

长距离输水复杂管线下单向塔布置方案优化

针对单向塔在长距离输水管线布置易忽略管线高程变化及水锤波衰减等因素的影响,以某长距离输水工程复杂管线为例进行了数值仿真计算。结果表明,在管线的高点布置单向塔可有效防护管线不出现负压,同时适当考虑水锤波的衰减情况既不影响单向塔防护效果,又可降低单向塔高度、节省投资。研究结果可为单向塔的优化布置提供科学参考。     

长距离重力流输水系统水锤模拟及其防护研究

针对长距离重力流输水系统中的水锤防护问题,以山西省乡宁县县城重力流供水工程为背景,依据水锤计算的基本原理,建立水锤计算模型、末端调流调压阀边界条件及超压泄压阀边界条件,通过数值模拟计算,提出了重力流输水条件下的水锤防护新思路。根据输水管线的稳态运行情况,首先确定了输水管线在末端调流调压阀不同线性关闭方式下的水锤压力变化规律,得出阀门最优关闭时间为1 200s;其次,经优化计算,使用24个空气阀与2台超压泄压阀联合防护,可以确保工程安全运行。研究成果可为重力流工程设计提供参考。     

运行控制对水锤效应及调频能力的影响

为了研究运行控制参数对水电机组水锤效应和调频能力的影响,首先以实际机组为例,研究了运行状态和控制参数对水锤效应的影响;然后通过仿真分析得到了可减弱水锤效应的控制参数调整方法;最后研究了减弱水锤效应对水电机组的调频能力的影响。结果表明,水轮机反调峰效应对暂态频率影响较弱,远小于旋转惯量造成的影响。减小水锤效应虽短时有利机组调频,但会造成调速系统性能降低,总体上不利于电网的频率控制。     

管道末端水击压力计算及误区分析

引水系统的管道参数不同会导致管道末端水击压力波动形态差异较大,在工程仿真计算时得到的管道末端压力变化曲线难以校验。为得到管道末端压力波动曲线,首先结合经典的水击分类图,分析了引用传统水击计算方法时存在的误区。其次,从水击经典理论中的阀门端压力升高方程组出发,推导出各相水击压力升高值的通用形式,得到管道末端水压的简化计算公式,公式表明管道末端阀门开度是影响管道末端水压变化形态的重要因素。最后,利用数值仿真验证所提计算方法的可行性。结果表明,提出的管道末端水压简化计算方法与特征线法得到的压力变化曲线相似度较高,且表现出水压波动形态在管道末端阀门不同初始开度下的变化规律,方法简单实用。     

新疆某供水工程停泵水锤计算与防护措施选择

鉴于新疆某工业供水工程采用二级泵站输水时输水管线长、地形起伏大、泵站扬程高等问题,水锤计算与防护对工程安全运行具有重要意义。采用带插值的特征线法,分别计算泵站在各种可能的初始条件下水泵发生事故停泵后,水泵出现的最大飞逸转速及管线最大水锤压力,分析了各种水锤防护措施,提出对一级泵站设一座单向调压塔,管道沿线设7处普通空气阀,泵出口阀采用两阶段关闭;对二级泵站布置二座单向调压塔,管道沿线共设15处普通空气阀,泵出口阀两阶段关闭;就可以降低水泵最大飞逸转速及管道压力等级,并消除水柱分离现象。     

蝶阀关闭时间对停泵水锤的影响

为探究两阶段线性关闭液控蝶阀第一、二阶段关闭时间对停泵水锤的影响,利用VisualBasic软件模拟某灌区泵站蝶阀在不同关闭时间下的停泵水锤值。结果表明,压力管路最大正压随蝶阀第一阶段关闭时间的增大而增大,随蝶阀第二阶段关闭时间的增大而减小;蝶阀防护时水泵反转速度改善明显,水泵最大反转速度随第一、二阶段关闭时间的增大而增大;单纯采用液控蝶阀对压力管路最大负压无明显改善。研究成果对于确保泵站系统安全运行有重要指导意义。     

多功能水泵控制阀对短距离高扬程输水管线水锤防护效果的模拟研究

为了降低输水管道水锤事故的危害程度,针对石家庄市某旅游区输水管网现状,采用HAMMER软件模拟两阶段线性缓闭多功能水泵控制阀时管道内的压力数据变化,优化多功能水泵控制阀的参数设定,研究了多功能水泵控制阀不同的缓闭方案对输水管道水锤现象的防护效果。结果表明,多功能水泵控制阀在第一阶段5s缓闭90%开度、第二阶段90s缓闭100%开度时,管道内最高水锤压力线平稳下降,最低水锤压力线明显提升,在管道末端最大负压值为-3.2m,满足管道工作要求,可见多功能水泵控制阀合理的缓闭能有效对水锤进行防护。     

发电厂水系统水击简化计算模型研究

通过对发电厂水系统水击发生原理进行分析,提出水击的简化计算模型,并比较不同容量机组几种水系统发生水击时水击压力对管道的影响,还讨论了设计和运行过程中减小水击影响的有效措施。此简化模型可为设计过程中充分考虑水击对管道的影响提供理论依据。     

高扬程输水系统空气罐阻抗孔尺寸优化

针对高扬程输水系统空气罐阻抗孔的尺寸影响水锤防护效果的问题,基于瞬变流理论,建立空气罐数学模型,分析了水泵抽水断电情况下阻抗孔尺寸对管道系统的最大、最小压力、空气罐内涌浪及气室压力等因素的影响,提出合理的阻抗孔尺寸选取条件,并结合工程实例进行了验证。结果表明,过小的阻抗孔口会导致泵站抽水断电时空气罐补水能力不足,产生水击穿室;过大的阻抗孔口,则会导致空气罐内涌浪幅度过大,发生漏空或过低的气室压力,均无法满足供水管道水锤防护要求,可见空气罐阻抗孔最佳尺寸应结合工程管道布置与水锤防护要求共同拟定。