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基于PLC的抽水蓄能双调整调速器研究

刘远进  
【摘要】:抽水蓄能机组在电网中具有特殊作用,相对于常规机组而言,它工作在水轮机-发电机和水泵-电动机两种模式,工况多,转换复杂、频繁,因此用于抽水蓄能机组的调速器是保障水电站、电力系统优质安全运行的重要控制设备。本文在回顾调速器与抽水蓄能技术的发展历史与现状基础上,提出并开发出一种基于可编程控制器(PLC)的高可靠抽水蓄能双调整调速器,并研究了基于系统辨识的控制参数优化整定方法。 研制的抽水蓄能双调整调速器,以PLC 为电气部分的核心单元,用步进电机作为电-液转换部件,与液压放大部分一起构成具有导叶、轮叶双重调节功能的调速系统。采用混合编程技术,使系统软件既具有逻辑清楚、可读性强的特点,又可实现复杂的高级控制策略。实现智能闭环开机,与传统的两段开机相比,开机过程与水头无关,且迅速平滑。在抽水工况根据水头的变化自动调整导叶和轮叶,使机组达到最高效率。该调速系统集成了故障检测、诊断和特性测试等功能,能对故障进行报警和分析,方便维护人员了解机组和调速器的状态。 本文提出基于系统辨识和参考模型的调速器PID 参数优化方法。首先对机组模型进行辨识,得到其参数模型,通过优化计算使PID 控制器满足一定的性能指标要求,能为某一运行工况提供最佳PID 参数,改善控制系统的动态品质。 研制的调速器已通过出厂试验,试验表明可靠性高,性能指标优于国家标准,功能符合各种抽水蓄能机组的控制要求。即将投入工业运行。


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