抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時仿真與控制策略研究.pdf

1、抽水蓄能機組啟動迅速、運行靈活、能快速響應電網(wǎng)負荷的變化，是承擔電網(wǎng)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動等任務的理想電源，在保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行和實現(xiàn)電力工業(yè)節(jié)能減排等方面起到巨大的作用。抽水蓄能機組水頭變化范圍大，相對于常規(guī)水輪發(fā)電機組，其運行方式增加了水泵工況和抽水調(diào)相工況，工況間的轉(zhuǎn)換更多達20余種，并且一日之內(nèi)會進行多次工況切換，由此導致的抽水蓄能機組運行穩(wěn)定問題比一般機組更加嚴峻，嚴重時甚至會影響到整個電網(wǎng)的供電質(zhì)量和

2、安全穩(wěn)定。
　　針對水泵水輪機全特性曲線“S”特性給抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時仿真計算帶來的困難，本文分別利用Suter變換和對數(shù)投影法對全特性曲線進行轉(zhuǎn)換。全特性曲線在轉(zhuǎn)換后的坐標系下不存在多值現(xiàn)象，并且變化平緩，一定程度上消除了全特性曲線“S”特性給仿真計算造成的無法插值和插值突變的問題，為水泵水輪機建模奠定了基礎(chǔ)。在采用全特性曲線描述的水泵水輪機模型的基礎(chǔ)上，按環(huán)節(jié)構(gòu)建了抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)完整的仿真模型，開發(fā)出基于dSPAC

3、E的抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時仿真平臺，并闡明了dSPACE在抽水蓄能機組調(diào)速器及其仿真測試裝置開發(fā)中的應用前景。
　　針對抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)實時仿真中涉及到的若干關(guān)鍵問題，例如迭代求解策略和插值算法，提出了高效可靠的解決方案，有效解決了仿真計算不收斂等問題。考慮到傳統(tǒng)PID控制應用到抽水蓄能機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)這一類非線性、非最小相位控制系統(tǒng)上的諸多缺陷，深入研究了智能非線性PID控制策略，并通過試驗驗證了其相對于常規(guī)PID控制的優(yōu)勢。