基于MATLAB水轮机调节系统研究及仿真

发布时间：2017-09-07 02:05

  本文关键词：基于MATLAB水轮机调节系统研究及仿真

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【摘要】：水轮发电机组是把水能转化为电能的装置，在电网中担任调峰、调频的作用，随着用户对电网电能质量要求的提高，水轮发电机组的调节问题正逐步得到重视。 本文分析了水轮机调节系统的结构及其工作流程，剖析了整个系统的工作原理和实质。以混流式水轮机为研究目标，研究水轮机调节系统的静态和动态特性，确立了水轮机调节系统的建模方案及仿真参数。 利用MATLAB/SIMULINK仿真软件，依照稳定运行工况点的参数，建立了调速器模块、机械液压系统模块、水轮机及压力引水系统模块、发电机模块数学模型。将各个模块根据传递函数之间关系连接起来，并加入了模拟仿真工况开关，构造水轮机调节系统的仿真模型，满足不同位置和开关组合对随机条件下的工况测试与技术要求。 凭借构建的仿真系统模型，，采用空载频率扰动试验和负荷扰动试验等对水轮机调节系统进行研究，分析了PID参数对系统稳定性、速动性等动态品质的影响。选取不同的参数值，定性分析了调节对象参数和调速器参数对系统动态响应特性的影响。将影响微机调速器的四个因素分别取三个水平，运用改进的正交试验法对比分析获得最优参数值，与现场实际参数相符合，最后提出水轮机调速优化维护结构功能体系。
【关键词】：水轮机调节系统 PID 仿真 参数优化
【学位授予单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM312
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 引言7
• 1.2 水轮机调节系统的特点7-8
• 1.3 水轮机调速器现状及发展趋势8-9
• 1.4 研究背景及意义9-10
• 1.5 研究思路与内容10-11
• 第2章 水轮机调节系统特性分析11-18
• 2.1 水轮机调节系统的结构11
• 2.2 水轮机调节系统的工作原理11-12
• 2.3 水轮机调节系统的特性12-15
• 2.4 水轮机调节模式分析15-18
• 第3章 微机调速器控制算法及参数整定18-27
• 3.1 微机调速器原理18-19
• 3.2 微机调速器 PID 控制算法19-21
• 3.3 PID 的特点及性能指标21-23
• 3.4 微机调速器 PID 参数整定23-25
• 3.5 PID 参数智能化控制实现25-27
• 第4章 水轮机调节系统模块建立27-37
• 4.1 微机调速器模型27-29
• 4.2 机械液压部件模型29-31
• 4.2.1 机械液压部件的线性建模29-30
• 4.2.2 机械液压部件的非线性建模30-31
• 4.3 引水系统和水轮机模型31-34
• 4.3.1 压力引水系统模型31-32
• 4.3.2 水轮机模型32-34
• 4.4 发电机及负荷模型34-37
• 第5章 仿真试验及参数优化选择37-65
• 5.1 MATLAB/SIMULINK 仿真建模38-39
• 5.2 系统仿真实验39-45
• 5.2.1 空载频率扰动试验40-42
• 5.2.2 负荷扰动试验42-45
• 5.3 调节对象参数分析45-51
• 5.4 调速器参数分析51-55
• 5.5 调速器参数优化选择55-61
• 5.6 水轮机调速优化维护系统61-65
• 5.6.1 调速优化维护系统功能体系62-63
• 5.6.2 调速优化维护系统的功能分布63-65
• 第6章 总结65-66
• 6.1 全文总结65
• 6.2 研究展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 附录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏守平;;水轮机调节系统的动态过程特性[J];水电自动化与大坝监测;2012年01期

2 魏守平;水轮机调节系统的适应式变参数调节[J];大电机技术;1985年05期

3 孟佐宏,蔡维由,陈光大,程远楚;水轮机调节系统最优鲁棒极点配置调速器的设计[J];大电机技术;2000年04期

4 沈仲华;;水轮机调节系统仿真研究及参数分析[J];装备制造技术;2009年02期

5 孔繁镍;吴杰康;李啸骢;;水轮机尼科尔斯比例-积分-微分调速器设计[J];电网技术;2012年08期

6 寇攀高;周建中;张孝远;王常青;;基于滑模变结构控制的水轮机调节系统[J];电网技术;2012年08期

7 龙永辉;肖康乐;;基于遗传算法的水轮机调速系统PID参数整定[J];大电机技术;2014年02期

8 王天民;王青松;高波;;模糊PID控制器的设计与建模[J];电气时代;2014年07期

9 曹程杰;莫岳平;刘洁;;基于Matlab模块化模型的水轮发电机组仿真研究[J];电力系统保护与控制;2010年02期

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1 寇攀高;水轮发电机及其调速系统的参数辨识方法与控制策略研究[D];华中科技大学;2012年

本文编号：806766