一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法.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CN105863948A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610245365.X(22)申请日2016.04.19(71)申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人国网湖南省电力公司国网湖南省电力公司电力科学研究院(72)发明人付亮吴长利唐卫平王辉斌寇攀高邹桂丽(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人杨萍(51)Int.Cl.F03B15/00(2006.01)G05B11/42(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法(57)摘要本发明涉及一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，根据不同水头不同下游水位下的现场试验，结合仿真计算，确定不同水头段、不同下游水位段的较优的调速器PID控制参数，得到参数表。将水轮机工作水头及下游水位信号引入调速器，由调速器根据实时的水轮机工作水头和下游水位在参数表中自动选择PID参数，从而使带变顶高尾水隧洞水轮机调节系统满足稳定性要求又具有良好的调节品质。CN105863948ACN105863948A权利要求书1/2页1.一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)进行不同水头不同尾水位下的水轮机调节系统小波动过渡过程参数优化试验，得到不同水头不同尾水位较优的调速器PID参数；所述试验的内容包括机组空载扰动试验、空载摆动试验、并网后机组一次调频试验、并网后调速器功率模式下的负荷调节试验；(2)建立带变顶高尾水隧洞水轮机调节系统仿真模型，利用仿真模型进行计算；通过现场试验结果修正仿真模型，使得仿真结果与现场试验结果吻合；利用仿真模型对无法进行现场试验的极端工况进行仿真计算，得到各极端工况下较优的调速器PID参数；(3)对水轮机工作水头及下游水位进行分段，根据步骤(1)和步骤(2)得到的各水头、各下游水位下的试验及仿真计算结果确定各分段对应的较优的调速器PID参数，得到调速器PID参数优化表；(4)将水轮机工作水头及下游水位信号由计算机监控系统引入调速器，修改调速器PLC控制逻辑，使得调速器可根据水轮机工作水头和下游水位，在调速器PID参数优化表中自动选择对应的较优的PID参数。2.根据权利要求1所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，试验方法为：进行多组参数下的小波动过渡过程试验，比较各参数下的试验结果，在其中选取稳定性最好、调节时间最短、超调量最小、波动次数最少的一组参数作为较优的调速器PID参数。3.根据权利要求2所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(1)的试验过程中测量信号，即试验结果包括：机组频率、导叶接力器行程、蜗壳进口水压、尾水管进口水压、尾水管出口水压、上游水位和下游水位。4.根据权利要求3所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(2)的极端工况包括最高水头、最低水头、最高尾水位和最低尾水位工况。5.根据权利要求4所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括利用仿真模型对步骤(1)中未进行试验的工况进行仿真计算，得到相应工况下较优的调速器PID参数。6.根据权利要求5所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，仿真计算方法为：进行不同参数下的仿真，比较各参数下的仿真结果，在其中选取稳定性最好、调节时间最短、超调量最小、波动次数最少的一组参数作为较优的调速器PID参数。7.根据权利要求6所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，分段方法为：在最高水头至最低水头之间进行平均分段，每个水头分段区内在最高尾水位和最低尾水位之间再进行平均分段。8.根据权利要求7所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，水头及尾水位分段数均不得少于3段。9.根据权利要求8所述的带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括通过仿真计算对各分段下的较优调速器PID控制参数进行复核，如果发现该参数不能满足该工况下的要求，则通过步骤(1)或步骤(2)重新进行参数优化；以2CN105863948A权利要求书2/2页确保该参数在该分段内为较优的调速器PID参数。3CN105863948A说明书1/6页一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法技术领域[0001]本发明涉及水电站自动控制、水电站水力学领域，具体涉及一种带变顶高尾水隧洞水轮机调速器变参数控制方法。背景技术[0002]变顶高尾水隧洞是我国在水电设计