水轮机调速器的PID调节规律

2003年第4期水??力??发??电??学??报JOURNALOFHYDROELECTRICENGINEERING总第83期

水轮机调速器的PID调节规律

魏守平??卢本捷

(华中科技大学水电与数字化工程学院,武汉??430074)

摘??要:本文根据水轮机调节系统的特点分析了PID调节规律在水轮机调速器中的具体应用及PID参数的选择,指出现代水轮机调速器中的主导调节规律还是PID调节。

关键词:自动控制技术;水轮机电液调速器;PID调节;并联式结构;串联式结构

中图分类号:TK730??4+1文献标识码:A

1??引言

国内外水轮机数字式电液调速器均采用PID或以PID为基础的调节规律。在PID调节中,又有并联PID和串联PID(即频率微分+缓冲式)两种基本结构。国内生产厂家均采用并联结构,近几年从国外进口的大型机组的调速器则大多采用串联结构。

近年来,国内外都在进行自适应控制、模糊控制等调节规律在水轮机调节中应用的仿真研究与应用探索,取得了一些初步理论结果,但尚无采用这些调节规律的数字式电液调速器在水电站试验成功的报道。[1]

2??水轮机调速器的调节规律

2??1??水轮机调节系统的特点

水轮机调节系统是一个闭环自动控制系统,除具有闭环系统固有的特征外,还具有以下特点:

1)存在水流惯性时间常数Tw,即有引水系统水锤效应,使系统成为一个非最小相位系统;

2)存在机组惯性时间常数Ta,使调节系统有一个Ta=(2~12)秒的惯性环节;

3)机组型式的多样性(混流式、轴流式、贯流式??)导致的特性差异,水轮机功率对于水头及导叶开度的非线性特性,机组空载、并入大网和孤立等运行工况的不同性能要求,使其成为一个复杂的非线性系统。

2??2??水轮发电机组不同运行工况对调速器的主要技术要求

GB??T9652??11997对于调速器性能和功能要求已作了明确详细的规定,水轮机调速器应满足其要求。从水电站当前的运行实践看,机组不同运行工况对水轮机调速器的主要求可归纳如下:

1)调速器的调节规律应具有以永态转差系数bp为特征的满足转速死区ix要求的静态特性。

收稿日期:2002??11??14

作者简介:魏守平,1939年生,男,教授[3]

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