水電機(jī)組先進(jìn)控制方法研究及應(yīng)用.pdf

1、本文結(jié)合東北電力集團(tuán)兩項(xiàng)科技項(xiàng)目——“自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制技術(shù)在水電廠微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用研究”及“水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制工況下水輪機(jī)導(dǎo)葉抖動(dòng)問(wèn)題的研究”，以水電機(jī)組控制問(wèn)題為應(yīng)用背景，研究了水電機(jī)組的建模及單機(jī)、多機(jī)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制問(wèn)題。本文主要工作如下： 針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組復(fù)雜動(dòng)態(tài)特征，提出一種動(dòng)態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并將其用于解決水輪發(fā)電機(jī)組的建模問(wèn)題。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)則層引入乘積運(yùn)算使得復(fù)雜模糊規(guī)則提取變得容易，模糊推理功能易于

2、實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)具有模型參數(shù)少，收斂速度快，魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。提出的方法能克服基于反向誤差傳播的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)辯識(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的局限性，準(zhǔn)確地辨識(shí)水輪發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性。 針對(duì)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)特點(diǎn)，提出一種雙調(diào)節(jié)水輪機(jī)的優(yōu)化控制方法，該方法基于狀態(tài)反饋H盛制理論，利用求取線性矩陣不等式完成系統(tǒng)優(yōu)化控制設(shè)計(jì)。它可以使得在擾動(dòng)下水輪發(fā)電機(jī)組導(dǎo)葉和漿葉的位置按照各自的優(yōu)化控制規(guī)律進(jìn)行調(diào)整，從而使水力過(guò)渡過(guò)程達(dá)到優(yōu)化。 針對(duì)自動(dòng)發(fā)電控制工況下的水

3、電機(jī)組具有不匹配內(nèi)聯(lián)及不確定性，提出一種分散魯棒控制策略。分散控制器設(shè)計(jì)采用兩步方法，可以較好地利用系統(tǒng)的內(nèi)聯(lián)性，并且考慮通常在魯棒分散控制研究中很少用到的不匹配及不確定性。通過(guò)設(shè)計(jì)可以使處于自動(dòng)發(fā)電控制工況下的水電機(jī)組按照各自優(yōu)化控制策略完成控制。 針對(duì)非線性條件下具有水力聯(lián)系的水輪發(fā)電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的傾向于不穩(wěn)定和抖動(dòng)的非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，首先提出了具有水力聯(lián)系機(jī)組非線性動(dòng)態(tài)模型，并在模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)模糊控制器。建立

4、的模型可以較好的表達(dá)具有水力聯(lián)系機(jī)組的可建模與不易建模特性；設(shè)計(jì)的自適應(yīng)模糊控制器可以保證機(jī)組正常運(yùn)行并對(duì)機(jī)組的狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償；并行運(yùn)算方式可以使控制器取代數(shù)臺(tái)獨(dú)立分布于每臺(tái)機(jī)組的常規(guī)PID水輪機(jī)調(diào)速器。 對(duì)水電機(jī)組的智能控制方法進(jìn)行了研究，首先提出了一種基于狀態(tài)因子模糊-PID復(fù)合控制策略，該方法將常規(guī)PID控制與模糊控制相結(jié)合，這樣既保持了PID控制穩(wěn)定誤差小、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，也具有模糊控制自適應(yīng)和調(diào)節(jié)速度快的特點(diǎn)。狀態(tài)因子作