水輪機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展與展望-wenkub.com
2025-06-22 11:58 本頁(yè)面
【正文】 這些研究從理論上說(shuō)明智能控制技術(shù)能有效地改善水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制性能。當(dāng)水輪機(jī)調(diào)節(jié)對(duì)象在多工況、多結(jié)構(gòu)、大范圍運(yùn)行時(shí)，造成自適應(yīng)控制具體實(shí)現(xiàn)上的困難。經(jīng)典控制理論基于線性PID控制，很難實(shí)現(xiàn)非線性系統(tǒng)的控制，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)適應(yīng)性差。文獻(xiàn)[114]通過(guò)求線性二次型目標(biāo)函數(shù)最小值得到PID優(yōu)化參數(shù)。 在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，水輪機(jī)的工況點(diǎn)是變化的，此時(shí)若仍然采用同一組控制參數(shù)可能得不到理想的控制效果。在機(jī)械液壓型調(diào)速器時(shí)期，由于機(jī)械系統(tǒng)的局限性，一直采用的是PI型控制規(guī)律。近十多年來(lái)，由于設(shè)計(jì)的改進(jìn)、高可靠性電液伺服閥的研制、電液隨動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單化與革新、工作油壓的提高、微機(jī)技術(shù)的普遍采用、加工和制造工藝的提高，使得現(xiàn)代水輪機(jī)調(diào)速器的性能大為改觀，對(duì)水電站的自動(dòng)化水平的提高作出了巨大貢獻(xiàn)?？傮w看，一是提高調(diào)速系統(tǒng)油壓等級(jí)，與其它工業(yè)領(lǐng)域中的液壓技術(shù)靠勢(shì)在必行，以實(shí)現(xiàn)集成化，標(biāo)準(zhǔn)化，小型化。國(guó)內(nèi)先后開發(fā)出基于單板機(jī)，單片機(jī)、STD總線、可編程控制器(PLC)，工業(yè)個(gè)人控制計(jì)算機(jī)(IPC)，可編程計(jì)算機(jī)(PCC)等的微機(jī)調(diào)速器。圖3 電子調(diào)節(jié)器式調(diào)速器當(dāng)前微機(jī)調(diào)速器的實(shí)用模式是：微機(jī)控制器+伺服系統(tǒng)，水輪機(jī)調(diào)速器的另一個(gè)發(fā)展是液壓隨動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)步。由于微機(jī)調(diào)速器在實(shí)現(xiàn)方法上與傳統(tǒng)的水輪機(jī)調(diào)速器不同，其硬件結(jié)構(gòu)、軟件配置、容錯(cuò)策略和可靠性措施是確保其高可靠性和良好的動(dòng)靜態(tài)性能的保證。與模擬式電氣液壓調(diào)速器不同，微機(jī)調(diào)速器在實(shí)現(xiàn)方法上帶來(lái)了一次徹底的革命，模擬式調(diào)速器是完全由硬件電路實(shí)現(xiàn)的，因此任何控制策略上的變化都會(huì)導(dǎo)致部分甚至全部電氣裝置的改變，這既提高了成本，也給調(diào)速器的更新、改造以及更高級(jí)、復(fù)雜控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了困難。1982年ASEA公司引入微計(jì)算機(jī)技術(shù)，研制出了出第一臺(tái)微機(jī)調(diào)速器。機(jī)械液壓型調(diào)速器以其原理簡(jiǎn)單、便于掌握等特點(diǎn)，在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，在上世紀(jì)50年代達(dá)到了全盛時(shí)期，但由于其靜、動(dòng)態(tài)特性較差，而且存在機(jī)件磨損問(wèn)題，因此其應(yīng)用受到限制。因此，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能好壞，對(duì)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量(頻率、電壓)及安全可靠運(yùn)行具有重大的影響。特別是對(duì)像水電機(jī)組控制系統(tǒng)這樣一類性能指標(biāo)要求較高、運(yùn)行域變化較大、參數(shù)變化較為劇烈的時(shí)變且存在隨機(jī)擾動(dòng)而又相對(duì)快速的控制系統(tǒng)，智能控制的研究?jī)H限于計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，智能控制的應(yīng)用實(shí)例尚未見到報(bào)導(dǎo)。研究者認(rèn)為：智能控制的發(fā)展和完善必將引起控制領(lǐng)域的全面革命[28,29]。近年來(lái)，隨著智能控制技術(shù)的出現(xiàn)，基于專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法的水電機(jī)組智能控制規(guī)律被提了出來(lái)[1626]，并引起了一股研究熱潮。其中，改善控制系統(tǒng)的性能、提高控制系統(tǒng)的品質(zhì)是最主要的方法。大容量機(jī)組的普遍采用，遠(yuǎn)距離、超高壓、大功率輸電系統(tǒng)的不斷出現(xiàn)，不但使小干擾穩(wěn)定
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