水轮机调节系统仿真平台开发与控制策略研究

发布时间：2019-02-28 18:32

【摘要】：水轮机调节系统对维持电网频率的稳定有着重要的意义,其调节性能与电网电能的品质息息相关。因此需要对水轮机调节系统建立模型,模拟现实状况,优化调节方案。本文围绕水轮机调节系统仿真平台开发与模糊PID控制器设计两方面进行研究。对水轮机调节系统各个模块建立数学模型,包括调速器模型、水轮机模型、压力引水系统模型、发电机模型。基于GUIDE开发设计水轮机调节系统仿真-优化平台,实现数据导入、数据显示、模型仿真、参数优化、模糊控制编辑和报告打印等功能,方便研究。针对常规水轮机调节系统PID参数整定困难的问题,初步研究了一种基于模糊PID控制的水轮机调节系统。建立PID参数模糊规则表,在此基础上设计模糊PID控制器。利用Simulink平台建立水轮机调节系统仿真模型,并对频率扰动、甩负荷等工况进行仿真,将模糊PID控制器与常规PID控制器的控制效果进行对比分析。仿真结果表明,模糊PID控制器在频率扰动时各项性能指标明显优于常规PID控制器,但在甩负荷工况下,两者控制效果差异不明显,说明某些模糊控制规则还需要进一步改进。
[Abstract]:Hydraulic turbine regulation system plays an important role in maintaining the stability of power network frequency, and its regulation performance is closely related to the quality of power grid energy. Therefore, it is necessary to model the hydraulic turbine regulation system, simulate the actual situation and optimize the regulation scheme. This paper focuses on the development of simulation platform for hydraulic turbine governing system and the design of fuzzy PID controller. Mathematical models are established for each module of hydraulic turbine governing system, including governor model, hydraulic turbine model, pressure diversion system model and generator model. The simulation-optimization platform of hydraulic turbine governing system is developed and designed based on GUIDE, which realizes the functions of data import, data display, model simulation, parameter optimization, fuzzy control editing and report printing. In order to solve the problem of difficult setting of PID parameters in conventional hydraulic turbine governing system, a hydraulic turbine governing system based on fuzzy PID control is preliminarily studied. Based on the fuzzy rules table of PID parameters, a fuzzy PID controller is designed. The simulation model of hydraulic turbine governing system is established by using Simulink platform, and the frequency disturbance and load rejection are simulated. The control effects of fuzzy PID controller and conventional PID controller are compared and analyzed. The simulation results show that the performance of the fuzzy PID controller is obviously better than that of the conventional PID controller when the frequency is disturbed, but there is no obvious difference in the control effect between the two controllers under the load rejection condition, which indicates that some fuzzy control rules need to be further improved.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV734.1

【参考文献】

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本文编号：2432054