[发明专利]一种抽水蓄能机组水轮机工况智能开机方法

摘要

本发明公开了一种抽水蓄能机组水轮机工况智能开机方法，包括(1)建立抽水蓄能机组的水泵水轮机调节系统仿真模型；(2)在水泵水轮机调节系统仿真模型中设置三个阶段开机控制原则；(3)根据三个阶段开机控制原则，并采用离散形式时间乘误差绝对值积分指标作为控制参数优化的目标函数来建立开机过程控制参数优化目标函数；(4)运用启发式优化方法求解所述开机过程控制参数优化目标函数，并获得最优控制参数。本发明优选出控制参数，并应用到仿真计算后，显著提升不同水头下抽水蓄能机组水轮机工况开机品质，缩短开机时间、减小超调量和减少转速波动等指标。

主权项

一种抽水蓄能机组水轮机工况智能开机方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)建立抽水蓄能机组的水泵水轮机调节系统仿真模型；(2)在所述水泵水轮机调节系统仿真模型中设置三个阶段开机控制原则；(3)根据三个阶段开机控制原则，并采用离散形式时间乘误差绝对值积分指标作为控制参数优化的目标函数来建立开机过程控制参数优化目标函数；(4)运用启发式优化方法求解所述开机过程控制参数优化目标函数，并获得最优控制参数；所述水泵水轮机调节系统仿真模型包括：发电机模型、有压引水系统模型、水泵水轮机模型、伺服机构非线性模型和PID控制器模型；所述发电机模型为：其中，J为机组转动惯量，n为机组转速，Mt为发电机力矩；所述有压引水系统模型为：其中，Ca＝gA/c为管道特性，A为管道横截面积，c为水锤波速，Cf＝fΔt/2DA模阻系数，f为摩擦系数，Δt为采样时间间隔，D为管道直径，QP，QA，QB分别为P点、A点、B点的流量，HP，HA，HB分别为P点、A点、B点的水头；Cp、Cn分别为特征线正、负传递系数；所述水泵水轮机模型为其中，h、a、q、m为机组相对水头、转速、流量、力矩，第一转速系数k1，第二转换系数k2＝0.5～1.2，导叶处理系数Cy＝0.1～0.3，水头处理系数Ch＝0.4～0.6，WH为水头变换后矩阵，WM为力矩变换后矩阵，x为转换后转速，下标n代表当前时刻；所述PID控制器模型为的传递函数为：控制信号输出为：u(s)＝GPID(s)·(nr(s)‑n(s))；其中KP，KI和KD是PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益；u(s)，nr(s)和n(s)是控制信号u，额定转速nr和机组转速n的Laplace变换后参数。