基于Simulink的水轮机调节系统中水轮机模型仿真研究

发布时间：2017-09-25 23:13

  本文关键词：基于Simulink的水轮机调节系统中水轮机模型仿真研究

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【摘要】：水电站系统的稳定、高效运行,离不开调节系统的控制。水电站系统无论是生产安全性还是生产效益均受到调节系统动态品质的影响。水轮机调节系统模型的仿真有助于了解水电机组在运行过程中受到负荷扰动后,水轮机调节系统的调节过程。因此,水轮机调节系统模型的仿真引起了人们更多的关注。本文在分析水轮机调节系统原理的基础上,采用模块化建模的方法,初步划分水轮机调节系统为四个子系统,即调速器、引水系统、发电机、水轮机,推导建立了各子系统的不同数学模型,并分析总结了各模型的优缺点及适用条件。因此,对其各模型的数学模型的选择也应根据研究项目的目的和需求优中选优。本文基于现有的水轮机模型提出了一种考虑到效率对水轮机影响的改进水轮机模型,并结合调速器模型、压力引水系统模型以及发电机模型在Matlab/Simulink软件环境下建立水轮机调节系统进行仿真试验。根据仿真系统模型,采用空载频率扰动试验和负荷扰动试验等对改进水轮机模型进行仿真试验。通过选取不同的参数值,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。改进水轮机模型有待于进一步研究和改进。
【关键词】：Simulink 仿真 水轮机调节系统 水轮机模型 效率
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV734.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 水轮机调节系统的基本任务10
• 1.2 水轮机调节系统的特点10-12
• 1.3 水轮机调节系统的模型研究现状12-13
• 1.4 水轮机调节系统仿真的意义13
• 1.5 本文主要内容13-15
• 第二章 水轮机调节系统各模块分析15-30
• 2.1 调速器模块分析15-22
• 2.1.1 水轮机调速器的发展15-17
• 2.1.2 调速器模块分析17-18
• 2.1.3 PID调节器模型分析18-20
• 2.1.4 随动系统建模分析20-22
• 2.1.4.1 电液随动系统线性建模20-21
• 2.1.4.2 电液随动系统非线性建模21-22
• 2.2 引水系统模块分析22-25
• 2.2.1 弹性水击模型23-24
• 2.2.2 刚性水击模型24-25
• 2.2.2.1 常用刚性水击模型24-25
• 2.2.2.2 改进刚性水击模型25
• 2.3 发电机及负荷模块分析25-29
• 2.4 本章内容小结29-30
• 第三章 水轮机模块分析30-41
• 3.1 线性水轮机模型30-32
• 3.2 经典水轮机模型32-33
• 3.3 非线性水轮机模型介绍33-38
• 3.3.1 非线性水轮机模型一33-36
• 3.3.2 非线性水轮机模型二36-37
• 3.3.3 非线性水轮机模型三37-38
• 3.4 一种改进水轮机模型38-39
• 3.5 本章内容小结39-41
• 第四章 系统仿真试验41-59
• 4.1 Matlab/Simulink软件简介41-42
• 4.2 Simulink仿真建模42-44
• 4.2.1 各模块仿真建模42-43
• 4.2.2 改进水轮机模型建模43-44
• 4.3 水轮机调节系统仿真试验44-58
• 4.3.1 水轮机调节系统动态特性44-45
• 4.3.2 系统仿真实验45-58
• 4.3.2.1 改进水轮机模型仿真对比45-49
• 4.3.2.2 系统频率扰动仿真49-53
• 4.3.2.3 系统负荷扰动仿真53-58
• 4.4 本章内容小结58-59
• 第五章 调节系统参数分析59-66
• 5.1 调速器参数优化方法59
• 5.2 水轮机调节系统参数整定的经验公式59-61
• 5.3 调节系统参数分析61-65
• 5.3.1 调速器参数K_P、K_I、K_D分析及优化61-62
• 5.3.2 调节系统对象参数T_a、T_w、e_n、b_p分析62-65
• 5.4 本章内容小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 论文总结66
• 6.2 论文展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 作者硕士研究生期间发表的学术论文74

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本文编号：920117