[發(fā)明專利]基于狀態(tài)空間分析的水輪機調速器參數(shù)整定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711180102.6
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108107720B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 陳亦平;楊榮照;張勇;侯君;黃漢昌;莫維科;高琴;翟哲;杜旭;鄭曉東;吳小剛
• 申請（專利權）人: 中國南方電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05B11/42
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

1.基于狀態(tài)空間分析的水輪機調速器參數(shù)整定方法，其特征在于：包括以下步驟：

計算異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)負荷的頻率響應系數(shù)；

建立水輪機系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，并求解相應的階躍響應函數(shù)；

根據(jù)計算的頻率響應系數(shù)建立異步聯(lián)網(wǎng)下水輪機及其調速閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程，并求解建立的狀態(tài)空間方程實部最大的特征值及其對應的阻尼比；

根據(jù)求解的階躍響應函數(shù)、建立的狀態(tài)空間方程以及狀態(tài)空間方程實部最大的特征值對應的阻尼比，采用罰函數(shù)法建立粒子群適應度函數(shù)；

根據(jù)粒子群適應度函數(shù)，以水電機組在階躍響應下的一次調頻動作特性最優(yōu)為目標，采用粒子群算法求解水輪機調速器的最優(yōu)參數(shù)；

其中水輪機系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)根據(jù)水電機組調節(jié)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、電液伺服系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和原動機的開環(huán)傳遞函數(shù)的乘積建立，相應的階躍響應函數(shù)通過頻域-時域轉換求解得到；所述粒子群適應度函數(shù)J(K_P1,K_D1,K_I1)的表達式為：

其中，M₁和M₂均為罰函數(shù)法的罰因子，ξ₀為設定的最小阻尼比，t_f為系統(tǒng)到達穩(wěn)態(tài)的時間，x_t為求解的階躍響應函數(shù)在時間t的值，為求解的階躍響應函數(shù)在時間t_f的值，x_∞為穩(wěn)態(tài)值，b_p為調差系數(shù)，s為拉普拉斯算子，G_sys(s)為水輪機系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)；ξ為狀態(tài)空間方程實部最大的特征值對應的阻尼比。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于狀態(tài)空間分析的水輪機調速器參數(shù)整定方法，其特征在于：所述計算異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)負荷的頻率響應系數(shù)這一步驟，具體為：

選取接近異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)在豐小極限運行方式下發(fā)生的擾動，計算異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)負荷的頻率響應系數(shù)，所述豐小極限運行方式是指運行在豐水小負荷模式，所述異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)負荷的頻率響應系數(shù)K_f的計算公式為：

其中，ΔP/P₀為功率脫落百分比，ΔP為擾動發(fā)生前后異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)的功率變化值，P₀為擾動發(fā)生前異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)的功率，Δf/f₀為穩(wěn)態(tài)頻降百分比，Δf為擾動發(fā)生前后異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)的頻率偏差，Δf不超出頻率限制器死區(qū)，f₀為擾動發(fā)生前異步聯(lián)網(wǎng)送端系統(tǒng)的頻率，R為機組的調差系數(shù)。