基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法、装置及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110454322A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910673675.5(22)申请日2019.07.24(71)申请人华自科技股份有限公司地址410000湖南省长沙市高新开发区麓谷麓松路609号(72)发明人熊梓威李焕文黄桂元冯琰黄财均郭婷(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人黄晶晶(51)Int.Cl.F03B15/12(2006.01)F03B3/18(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图4页(54)发明名称基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法、装置及系统(57)摘要本申请涉及一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法、装置及系统，在进行水轮机调速控制时，采用比例积分微分调节可以达到转动频率快速趋近给定的标准频率的目的，在转动频率接近标准频率时，转用多变量动态矩阵调节，可以使得转动频率逐渐调整至标准频率，防止出现超调的情况，从而提高控制可靠性和稳定性。CN110454322ACN110454322A权利要求书1/2页1.一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法，其特征在于，包括：监测待控制的水轮机的转动频率；当所述转动频率与标准频率的差值大于预设值时，通过比例积分微分控制器控制所述水轮机的转动频率；当调速后的转动频率与标准频率的差值小于或者等于所述预设值时，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多变量动态矩阵控制器的控制输入包括所述水轮机的导叶开度，所述多变量动态矩阵控制器的控制输出包括所述水轮机的转动频率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率，包括：通过所述多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度，以使得所述水轮机的转动频率与所述标准频率的误差小于误差阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度，包括：获取当前时刻对应的第一导叶开度；根据转速预测模型得到所述第一导叶开度对应的、下一时刻的预测转动频率；根据所述第一导叶开度，以及所述当前时刻对应的第一导叶开度增量，得到下一时刻对应的第二导叶开度；将所述水轮机的导叶开度调整为所述第二导叶开度，并获取所述第二导叶开度对应的实际转动频率；根据所述预测转动频率与所述实际转动频率的频率误差，确定所述下一时刻对应的第二导叶开度增量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：将所述下一时刻更新为新的当前时刻、将所述下一时刻对应的第二导叶开度更新为新的第一导叶开度、将所述下一时刻对应的第二导叶开度增量更新为所述新的第一导叶开度增量、将所述下一时刻对应的下一时刻更新为所述新的当前时刻对应的新的下一时刻；根据所述转速预测模型以及所述频率误差，得到所述新的第一导叶开度对应的、所述新的下一时刻的新的预测转动频率；根据所述新的第一导叶开度，以及所述新的第一导叶开度增量，得到所述新的下一时刻对应的新的第二导叶开度；将所述水轮机的导叶开度调整为所述新的第二导叶开度，并获取所述新的第二导叶开度对应的新的实际转动频率；根据所述新的预测转动频率与所述新的实际转动频率的新的频率误差，确定所述新的下一时刻对应的新的第二导叶开度增量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述转速预测模型以及所述频率误差，得到所述新的第一导叶开度对应的、所述新的下一时刻的新的预测转动频率，包括：根据所述转速预测模型，得到所述新的第一导叶开度对应的频率输出值；对所述频率误差、所述频率输出值进行加权求和，并将计算结果作为所述新的下一时2CN110454322A权利要求书2/2页刻的新的预测转动频率。7.一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制装置，其特征在于，包括：频率检测模块以及调速控制模块；所述频率检测模块用于监测待控制的水轮机的转动频率；所述调速控制模块用于当所述转动频率与标准频率的差值大于预设值时，通过比例积分微分控制器控制所述水轮机的转动频率；所述调速控制模块还用于当调速后的转动频率与标准频率的差值小于或者等于所述预设值时，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率。8.一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制系统，其特征在于，包括：测频传感器、比例积分微分控制器以及多变量动态矩阵控制器；所述测频传感器分别与所述比例积分微分控制器以及所述多变量动态矩阵控制器通信连接；所述测频传感器用于监测待控制的水轮机的转动频率，并发送至所述比例积分微分控制器以及所述多变量动态矩阵控制器；所述比例积分微分控制器用于当所述转动频率与标准频率的差值大于预设值时，控制所述水轮机的转动频率；所述多变量动态矩阵控制器用于