水電機組灰色模糊PID調(diào)速器設計與仿真.pdf

1、在當前的環(huán)保壓力和能源壓力下，降低火電比重已成為大勢所趨。然而隨著各種清潔能源的發(fā)電出力不斷提升，能源不穩(wěn)定、更多電力電子設備的引入等諸多因素都會對系統(tǒng)穩(wěn)定造成一些負面影響。水能是一種相對比較穩(wěn)定和容易控制的清潔能源，在我國多個地區(qū)都有可利用的水力資源。但是“水錘效應”卻使得水電機組的調(diào)速過程更加復雜，限制了水電機組在維持系統(tǒng)穩(wěn)定中發(fā)揮更多的作用。因此本文考慮采用一種新型的控制策略來控制水電機組的調(diào)速器，以期能達到提升調(diào)速性能、進而提高

2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。
　　本文對調(diào)速器在有功功率平衡和系統(tǒng)頻率穩(wěn)定中的作用進行了簡要介紹，對多種控制策略與方法的特點以及應用也進行了綜述。針對水輪機的特殊特性，最后選擇了采用由一種智能控制方法——模糊控制、一種預測方法——灰色預測以及最常用、最簡單的 PID控制器結(jié)合而得的綜合控制策略，設計了一種灰色模糊 PID控制器，為了對其控制效果做出初步驗證，將其應用于一個簡單的三階系統(tǒng)中，并使用MATLAB進行動態(tài)仿真研究。
　　

3、為了驗證該控制器對于水電機組調(diào)速系統(tǒng)的控制作用，本文對水電機組單機無窮大系統(tǒng)進行了建模和仿真。為了更好地反映系統(tǒng)的振蕩特性，對于引水管道和水輪機，采用了考慮彈性水錘效應的線性化模型。分別考慮滿載和半載兩種情況對系統(tǒng)進行擾動仿真，在與常規(guī)PID調(diào)速器、灰色PID調(diào)速器的比較中，證明了所設計的灰色模糊 PID調(diào)速器對水電機組的調(diào)速特性具有明顯的改善和優(yōu)化作用，實現(xiàn)了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性這一目標，并且對于系統(tǒng)的運行工況具有一定的魯棒性。