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《华中科技大学》 2017年
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抽水蓄能机组非线性PID控制优化

胡肇伟  
【摘要】:抽水蓄能电站对于保障电力系统安全稳定与优质经济运行起着重要作用,因此,抽水蓄能功能能否稳定运行,直接关系到电网的运行状态。由于水泵水轮机强非线性和抽水蓄能机组运行时变性导致机组控制难度大,传统的控制策略和控制规律难以将抽水蓄能机组控制对象强烈非线性和线性控制规律更好地匹配起来,无法有力地解决工况频繁转换控制策略自适应问题。本文在研究改进传统PID控制的基础上,引入模糊控制和模型预测控制,研究设计基于PID结构具有自适应机制的抽水蓄能机组非线性预测控制器,优化抽水蓄能机组控制。主要研究内容和成果包括:1.改进和构建抽水蓄能机组调节系统的仿真模型。分别采用特征线法和改进Suter变换方法对复杂的引水系统、水泵水轮机全特性曲线进行精细处理,在此基础上建立了揭示抽水蓄能机组调节系统不同工况下动态响应规律的数学模型,设计了仿真计算流程。2.研究选择有效的参数辨识算法和策略并进行仿真实例分析。根据可逆式抽水蓄能机组调节系统模型结构与特点,研究选择基于智能优化的辨识算法和策略,并采用实测数据进行模型特征参数辨识实验,验证了所采用模型和辨识算法的可实现性和良好精度性能。3.研究设计基于新型控制理论方法的抽水蓄能机组非线性预测控制器。引入模糊PID控制和模型预测控制,研究设计基于智能算法和模型预测控制具有自适应机制的非线性PID控制器。以江西洪屏抽水蓄能电站1号机组为对象在MATLAB仿真平台上进行仿真实验和对比实验,验证了所研究的抽水蓄能机组调节系统仿真模型和控制优化方法的有效性、优越性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV743

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