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抽水蓄能机组空载工况分数阶PID调节控制
  • ISSN号:1000-1026
  • 期刊名称:《电力系统自动化》
  • 时间:0
  • 分类:TV743[水利工程—水利水电工程] TV737[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:华中科技大学水电与数字化工程学院
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51239004,51479076)~~
中文摘要:

抽水蓄能机组运行在低水头空载工况易进入"S"特性区域,进而引起机组频率大范围波动和运行不稳定。针对传统比例—积分—微分(PID)控制在低水头空载工况下不能较好地调节抽水蓄能机组频率波动的不足,基于全特性曲线对数曲线投影变换的水泵水轮机数学模型,提出了适用于抽水蓄能机组低水头空载工况运行的分数阶PID(FOPID)调节系统模型,并运用粒子群优化算法优化FOPID控制参数,重点讨论了FOPID控制在低水头空载开机和空载频率扰动时的应用。仿真分析表明:相较于传统PID控制,FOPID控制使得低水头空载运行时机组频率和导叶开度的过渡过程有了明显的改进,提高了抽水蓄能机组调节系统的速动性与稳定性。

英文摘要:

Under low water head and no-load conditions,the pumped storage unit is apt to fall into the“S"feature area which can lead to wide range of unit frequency fluctuations and unstable operation.As traditional proportion-integration-differentiation (PID) control under low water head and no-load conditions is unable to appropriately adj ust the frequency fluctuation problem, a fractional order PID(FOPID)regulation and control model is proposed for the pumped storage unit,where the pump turbine mathematical model is developed based on the complete characteristic curves by using logarithmic proj ection transformation, and the regulation parameters of FOPID are optimized by particle swarm optimization (PSO) algorithm.This paper is mainly concerned with the application of FOPID control for two simulated experiments,including unloaded start-up operation and unloaded frequency perturbation condition under low water.Simulation analysis demonstrates that FOPID control is capable of significantly improving the transition process of the frequency of pumped storage unit and guide vane opening.Meanwhile,the FOPID control will enhance the dynamic performance and stability of the pumped storage unit governing systems.

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期刊信息
  • 《电力系统自动化》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电网公司
  • 主办单位:国电自动化研究院
  • 主编:薛禹胜
  • 地址:南京市江宁区诚信大道19号
  • 邮编:211106
  • 邮箱:aeps@nari-china.com
  • 电话:025-81093050 81093045
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1026
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1180/TP
  • 邮发代号:28-40
  • 获奖情况:
  • 1999年荣获首届“国家期刊奖”,1998年获“华东地区最佳期刊”称号,连继三届江苏省优秀期刊,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:73920