軸流轉槳水輪發(fā)電機多指標非線性綜合控制策略研究.pdf

1、水輪機控制系統(tǒng)是個復雜的水、機、電綜合非線性系統(tǒng)。由于機組的轉動慣量較大、水輪機控制系統(tǒng)具有的強非線性，使得系統(tǒng)被控目標調節(jié)品質受到很大影響，同時也給系統(tǒng)穩(wěn)定性分析以及參數整定帶了很大難度。在電力系統(tǒng)領域中，由于非線性控制理論能針對具體設備進行研究，例如發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)、調速控制系統(tǒng)以及勵磁調速控制綜合控制系統(tǒng)，所以非線性控制理論在水輪機控制系統(tǒng)中應用前景廣泛。目前，國內外學者對混流式水輪機系統(tǒng)的非線性控制研究比較深入，對于軸流轉槳

2、水輪機控制系統(tǒng)的研究涉及不多。為此，本文采用非線性理論，針對軸流轉槳水輪機調速系統(tǒng)、勵磁調速綜合控制系統(tǒng)進行了一系列的研究和分析。
　　 首先，通過分析軸流轉槳水輪機機械、電氣特性，建立了軸流轉槳水輪機調速系統(tǒng)的五階非線性模型。根據工程實際中應用的控制方法，提出了單變量協(xié)聯(lián)控制策略(Single-Variable Tracking Control of Kaplan turbine，SVTC)。仿真結果表明:本文提出的調速系統(tǒng)模

3、型有效地反映了水輪機組的非線性特征，同時也驗證了SVTC控制策略的合理性與優(yōu)越性。
　　 其次，為了克服傳統(tǒng)軸流轉槳水輪機槳葉轉角控制在時間和位置上滯后于導葉開度，縮短動態(tài)過程的調節(jié)時間，提高軸流轉槳水輪機的水能利用率，本文將傳統(tǒng)的單變量調速系統(tǒng)模型改進成同時控制導葉開度和槳葉轉角的兩變量模型，并提出了分別同時控制軸流轉槳水輪機導葉開度和槳葉轉角的多變量協(xié)調控制策略(Multi-Variable Coordinated Cont