[發明專利]具有抗速度飽和的微分優先水輪機PID調速器控制方法

有效

• 申請號: 201710591176.2
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107514333B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 南海鵬;門闖社
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 成丹

1.具有抗速度飽和的微分優先水輪機PID調速器控制方法，其特征在于，PID模塊輸出值為比例項、積分項以及微分項輸出值之和，針對比例項的速度飽和，將比例項輸出值的變化速度限制在接力器開啟速度與關閉速度之間；針對積分項速度飽和，采用當比例項速度受限或調節器輸出幅值受限時停止積分項累積；鑒于微分形成的飽和區域RD較小，為保證調速器的超前校正作用對微分項輸出值的速度不進行限制。

2.根據權利要求1所述的具有抗速度飽和的微分優先水輪機PID調速器控制方法，其特征在于，所述PID模塊輸出值y_PID(k)為比例項、積分項以及微分項輸出值之和，具體為：

y_PID(k)＝y_P(k)+y_I(k)+y_D(k) (1)

其中，k為計算周期數；y_P(k)為第k個計算周期的比例項輸出值；y_I(k)為第k個計算周期的積分項輸出值；y_D(k)為第k個計算周期的微分項輸出值；

當比例項輸出值的變化速度超出最快速度限制時按最快速度變化，否則其輸出值等于比例增益與頻率偏差的乘積，即

其中，條件C為K_PΔf(k)-y_p(k-1)≥v_maxT；K_P為比例增益；Δf(k)為第k個計算周期的頻率偏差；v_max為導葉最快開啟速度，v_max＝1/T_O；T_O為接力器開啟時間，s；T為采樣周期，s；條件D為v_minT≥K_PΔf(k)-y_p(k-1)；v_min為導葉最快關閉速度，v_min＝-1/Tc，T_C為接力器關閉時間，s。

3.根據權利要求2所述的具有抗速度飽和的微分優先水輪機PID調速器控制方法，其特征在于，當PID輸出值y_PID幅值受限時該周期內不進行積分累積；當y_P 的變化速度受限時該周期內不進行積分累積，即積分項輸出為：

其中，條件A為y_PID(k)≥y_max；條件B為y_min≥y_PID(k)；K_I為積分增益，s^-1；E(k)為第k個計算周期的頻率偏差Δf與目標偏差b_py_c的差值，在調節器中為避免迭代計算，常采用上周期的調節器輸出值y_c(k-1)替代該周期的輸出值y_c(k)，E(k)的表達式即為：

E(k)＝Δf(k)-b_py_c(k-1) (4)

其中，b_p為永態差值系數；y_c(k)為第k個計算周期調節器輸出值，表達式為：

4.根據權利要求3所述的具有抗速度飽和的微分優先水輪機PID調速器控制方法，其特征在于，所述微分項的輸出為：

其中，T_D為微分時間常數，s；K_D為微分增益，s；k為計算周期數；E(k)的表達式為：

E(k)＝Δf(k)-b_py_c(k-1) (7)。