水泵水輪機(jī)全特性描述及可逆式機(jī)組非線性控制研究.pdf

1、抽水蓄能電站具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用等快速響應(yīng)的作用，為了解決電網(wǎng)的調(diào)峰問題，抽水蓄能電站勢必會得到大力開發(fā)。但有兩個重要因素制約我國抽水蓄能電站大力發(fā)展，其一是水泵水輪機(jī)全特性描述。水泵水輪機(jī)全特性描述是水利設(shè)計、過渡過程分析及控制規(guī)律研究的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的水泵水輪機(jī)全特性描述存在開度線聚集、交叉和扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，導(dǎo)致擬合困難及過渡過程計算存在多值問題。其二是抽水蓄能電站的高效穩(wěn)定運行。水泵水輪機(jī)存在反“S”和駝峰兩個運行不穩(wěn)定區(qū)域，

2、具有強(qiáng)非線性，傳統(tǒng)的以線性理論為基礎(chǔ)的控制規(guī)律不足以適配控制對象水泵水輪機(jī)的強(qiáng)非線性，不能從根本上以保障其高效穩(wěn)定運行。
　　針對以往全特性描述平面表示方法存在的問題，研究了基于空間曲面這一新的視角下的水泵水輪機(jī)全特性描述方法。這種全新的描述方法不存在開度線聚集、交叉和扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，在模型試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用 B樣條理論構(gòu)建全特性空間曲面，其開度線插值不存在多值性，并繪制了全特性空間曲面特征線，這是水泵水輪機(jī)全特性變化規(guī)律及控制規(guī)律

3、研究的基礎(chǔ)。
　　針對線性控制理論不足以滿足可逆式機(jī)組安全穩(wěn)定運行需求，在空間曲面視角描述水泵水輪機(jī)全特性基礎(chǔ)上，研究了可逆式機(jī)組非線性控制策略。首先，建立可逆式機(jī)組過渡過程仿真計算平臺，為可逆式機(jī)組非線性控制規(guī)律研究奠定基礎(chǔ)。由B樣條全特性空間曲面得到水泵水輪機(jī)非線性數(shù)學(xué)模型，再分別建立有壓過水系統(tǒng)、發(fā)電電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型，由此可得可逆式機(jī)組非線性數(shù)學(xué)模型，然后研究其過渡過程數(shù)值計算方法，通過仿真試驗驗證數(shù)值計算方法