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具有复杂引水管道的水轮机调节系统小波动稳定性分析

马薇  
【摘要】: 水轮机调节系统是一个复杂的自动控制系统,其小波动过渡过程是指水轮机调节系统在受到微小的干扰(负荷或指令信号扰动)时,系统中各参数的变化都较小,可以认为是在所讨论工况点附近作微小变化,则可将调节系统各环节加以线性化,用线性微分方程式来描述各环节及整个系统的动态特性。水轮机调节系统动态工作品质的优劣直接关系到水电站和机组运行的安全以及所生产的电能质量,因此,对水轮机调节系统的小波动动态过程分析具有重要意义。 在对水电站水轮机调节系统进行稳定性分析时,首先应建立调节系统数学模型,利用传递矩阵法构建空间矩阵,再进行计算机动态模拟,并采用R—K法求解微分方程。 本文根据南桠河姚河坝水电站的设计方案,对水轮机调节系统,按长引水管道复杂引水系统、弹性水击、调速器为PID调节规律,在小波动情况下,对包括引水道、调压井、尾水管、水轮机、发电机、调速器在内的水轮机调节系统建立数学模型,并计及引水管道水力摩阻损失,对水轮机、调速器考虑了其中的非线性,利用功能强大的MATLAB软件编制了源程序进行计算机仿真计算。通过对南桠河姚河坝水电站水轮机调节系统各种不同工况及参数组合的计算,得出了调速器最优参数组及其调整范围,保证其所在系统小波动调节稳定。


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