[發明專利]用于穩定具有S特性的液壓機的旋轉速度的方法以及用于將液壓能轉換成電能的設備

有效

• 申請號: 201580064649.2
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN107110104B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: Q.阿約安;N.佩里辛-費貝爾;R.紀堯姆
• 申請（專利權）人: 通用電氣再生能源技術公司
• 主分類號: F03B3/02
• 分類號: F03B3/02;F03B3/10;F03B15/00;F03B15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;劉林華

1.一種用于穩定具有S特性的液壓機(20)的旋轉速度(N)的方法，其特征在于，所述方法通過具有控制器(C(s))的控制回路反饋系統(1)實施，所述控制器用于計算影響液壓機導葉(206)的定向(Y)，所述方法包括每次迭代的以下步驟：

a)計算與所述液壓機的操作點相關的一組內部狀態(N11、Q11、C11、H、Q)，與所述操作點相關的所述一組內部狀態包括所述操作點的坐標(N11、Q11、C11)、所述液壓機(20)所承受的凈水頭(H)、穿過所述液壓機(20)的水的流速(Q)以及與液壓機操作點的坐標相關的偏導數，

b)根據在步驟a)中計算的所述一組內部狀態，建立線性化轉換函數Σlin(s)，所述線性化轉換函數表示所述液壓機的旋轉速度為所述導葉定向的函數，

c)根據在步驟b)中建立的線性化轉換函數的特征參數(A0、A1、B0、B1、B2)計算所述控制器的特征參數(Kp、Ti、Td)，使得所述控制回路反饋系統穩定，其中所述線性化轉換函數的特征參數(A0、A1、B0、B1、B2)是取決于所述操作點的特征參數，其中所述控制器的特征參數(Kp、Ti、Td)是所述控制器的調節參數，

d)測量所述液壓機的旋轉速度(N)，

e)比較測量旋轉速度(N)與目標旋轉速度(Nc)，以及

f)通過所述控制器(C(s))調整所述導葉受影響的定向(Y)，以便減小所述測量旋轉速度(N)與所述目標旋轉速度(Nc)之間的速度差(ΔN)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟c)，根據極點補償方法和/或極點配置方法計算所述控制器的所述特征參數(Kp、Ti、Td)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器(C(s))是比例積分微分控制器。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述液壓機(20)是包括裝備有活動葉片的轂盤的雙調節渦輪機，步驟d)還包括調整所述雙調節渦輪機的所述活動葉片受影響的定向，以減小所述雙調節渦輪機的所述測量旋轉速度(N)與所述目標旋轉速度(Nc)之間的速度差(ΔN)。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述線性化轉換函數Σlin(s)和所述控制器(C(s))以拉普拉斯域建模。

6.一種用于將液壓能轉換成電能的設備(2)，所述設備包括具有可調導葉(206)的液壓機(20)，其特征在于，所述設備還包括：

-控制回路反饋系統(1)，所述控制回路反饋系統(1)具有用于計算影響所述導葉(206)的定向(Y)的控制器(C(s))，

-計算與所述液壓機的操作點相關的一組內部狀態(N11、Q11、C11、H、Q)的裝置(102)，與所述操作點相關的所述一組內部狀態包括所述操作點的坐標(N11、Q11、C11)、所述液壓機(20)所承受的凈水頭(H)、穿過所述液壓機(20)的水的流速(Q)以及與液壓機操作點的坐標相關的偏導數，

-根據計算得的所述一組內部狀態，建立線性化轉換函數Σlin(s)的裝置(103)，所述線性化轉換函數表示所述液壓機的旋轉速度為所述導葉定向的函數，

-根據所建立的線性化轉換函數的特征參數(A0、A1、B0、B1、B2)計算所述控制器的特征參數(Kp、Ti、Td)以使所述控制回路反饋系統穩定的裝置(100)，其中所述線性化轉換函數的特征參數(A0、A1、B0、B1、B2)是取決于所述操作點的特征參數，其中所述控制器的特征參數(Kp、Ti、Td)是所述控制器的調節參數，

-測量所述液壓機的旋轉速度(N)的裝置，

-比較測量得的所述旋轉速度(N)與目標旋轉速度(Nc)的裝置，以及

-控制器(C(s))，所述控制器調整所述導葉受影響的定向，以便減小所述測量旋轉速度(N)與所述目標旋轉速度(Nc)之間的速度差(ΔN)。

7.根據權利要求6所述的設備，其特征在于，所述液壓機(20)是在渦輪機模式中具有S特性的泵渦輪機。