一、水轮机动态性能监控系统研究（论文文献综述）
李欢欢[1]（2021）在《水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究》文中研究说明在电力低碳转型大背景下,水轮发电机组（常规水轮发电机组和水泵水轮发电机组）作为稳定灵活性资源将消纳更多风光可再生能源。受电力负荷峰谷差与自身水-机-电耦合特性的双重影响,水轮发电机组将面临更为频繁的过渡过程,顶盖振动、导轴承摆度及尾水压力等指标参数剧烈变化,严重威胁机组安全运行及调能效果。本文以揭示水轮发电机组过渡过程复杂水-机-电耦合关联机制与解析多指标参数复杂波动变化背后潜在风险规律为关键科学问题,构建水轮发电机组动态安全评价新框架,并将水轮发电机组动态调节特性纳入高比例可再生能源入网的现实情景下,进一步优化机组互补性能与互补效益,取得以下三方面研究成果。1.围绕揭示水轮发电机组过渡过程复杂水-机-电耦合关联机制这一关键科学问题,克服传统水轮机调节系统模型、轴系模型或抽蓄电动机模型不能全面描述机组水-机-电耦合特性的缺陷,探究子系统耦合切入点,建立两类机组过渡过程水-机-电耦合模型并深入研究机组动态稳定性。主要包括:（1）针对一管两机常规水轮发电机组,由水轮机力矩推求转轮水力不平衡力,以水力不平衡力为切入点耦连发电机不平衡磁拉力、阻尼力、碰摩力及水导轴承非线性油膜力,使水力系统与机电耦合系统紧密联系,利用特征线法求解引水管-尾水管传递函数、四阶龙格库塔法求解轴系受力方程,建立水轮机调节系统与轴系耦合统一模型,将可靠性验证后的耦合统一模型应用于开机稳定性分析,研究主要运行或结构参数对机组振动特性影响规律,优化主要参数取值,从而使机组能够以最经济、操作最简便的优化方式提高过渡过程稳定性。结果表明:转子振幅与自调节系数关系可用二次方程近似描述,转子振幅与转轮进出口直径比关系可用五次方程近似描述;轴承离心率对开机振动失去响应的临界数量级趋近于1×10-6,转轮进出口直径比最优取值趋近于0.8,自调节系数最优取值趋近于3。（2）针对一管两机水泵水轮发电机组,将其抽水调相运行时水压扰动等异常变化等效为高斯随机型或阶跃型外部激励,以“外部激励影响有功输出,有功输出影响无功特性”为切入点耦连水力系统与机电耦合系统,利用特征线法求解复杂管道传递函数并基于Matlab/Simulink模块耦合励磁装置及抽蓄电动机模型,建立完整水泵水轮发电机组多机调相仿真模型。利用可靠性验证后的仿真模型研究外部激励作用下进相与迟相转化机制及多机间无功流动特性,并结合工程案例提供调相机跳机情景下的风险缓解建议。结果表明:一台机组受到外部激励时,易导致并行机组进相深度减小甚至转迟相运行;阶跃激励比高斯随机激励对进相与迟相转化行为影响更大;阶跃激励较大时,励磁电流辅助调节作用可适当缓解调相不稳定性。2.围绕解析多指标参数复杂波动变化背后潜在风险规律这一关键科学问题,克服子系统耦合复杂性造成风险特征提取和风险表现归类困难问题,提出利用动态风险量化方法深入挖掘两类机组过渡过程指标参数间及与运行风险间关联规律的新思路。（1）为准确界定常规水轮发电机组不推荐运行区、且缓解推荐运行区风险问题,基于理论修正的顶盖振动、导轴承摆度及尾水压力等动平衡实验关键指标参数,利用动态熵改进模糊集评价方法与灰色关联评价方法,提出动态熵-模糊集风险评价方法与灰-熵关联动态风险评价方法深入挖掘不推荐运行区与推荐运行区关键指标参数潜在风险规律,以概率形式量化机组实时风险度,提取高风险指标参数并对危险度排序。结果表明:机组不推荐运行区可从0 MW～121 MW缩减至0 MW～100 MW,将为灵活性调度增加21 MW可调容量。推荐运行区内不同水头下指标参数危险度排序存在明显差异,证明不同运行水头下定位的高风险部件将各有侧重。（2）为缓解水泵水轮发电机组水轮机工况甩负荷过渡过程运行风险,考虑导叶直线关闭和球阀-导叶联动关闭两种方式,利用训练数据和相应风险判别准则改进传统Fisher判别法,提出基于Fisher判别的动态风险评价方法深入挖掘甩负荷过程水轮机流量、转速、尾水压力及蜗壳压力等关键指标参数风险演化特征,量化各工况点下机组运行风险概率。结果表明:导叶直线关闭和球阀-导叶联动关闭方式下机组不稳定运行概率分别为0.23和0.16,说明导叶直线关闭方式下机组甩负荷后会出现包括水锤压力在内的严重稳定性问题,若不优化导叶关闭方式,长期运行将造成部件疲劳损伤;两种关闭方式下机组风险演化特征均呈现双峰特性,其中第1波峰发生于甩负荷初期,而第2波峰发生于甩负荷后期;球阀辅助关闭的加入对机组第1波峰运行风险缓解作用极小,但可显着降低第2波峰风险概率。3.围绕高比例可再生能源入网严重威胁水轮发电机组安全运行及调能效果这一现实情景,克服现有经济目标函数缺乏对灵活性水电机组调节成本量化的缺陷,构建超调量、上升时间、调节时间及响应峰值等水电机组动态调节性能指标以衡量PID控制参数、能源配比及传输线路布置优化对水光互补系统稳定运行优化作用。进一步地,以水风互补系统为研究对象,提取高敏感性超调量指标量化水电机组动态调节成本,综合考虑电能损失成本、投入成本及售电利润等较完备的投入-产出费用因子,提出以成本-利润为目标函数的水风互补发电效益评价方法,研究风速类型、容量配比及市场电价波动对互补发电效益作用机制。结果表明:当风电接入比例超54.5%时,最不利风速条件下风力发电效益将反超水力发电效益;分时电价每天捕获的互补系统总发电效益比固定电价效益要高出1万元左右。
吕凯[2]（2021）在《具有能量捕获功能的调节阀性能研究》文中指出管路泄漏问题在世界范围内是普遍存在的。不论管路输送介质是饮用水、石油还是一些其它有害物质,泄漏问题都会导致严重的后果。以供水管泄漏问题为例,由于管道泄漏造成的水损失量约占世界总供水量的35%,供水形式日益严峻。因此,管路沿线数以万计的节点处均需布置传感器等监控设备,以实现实时监测和远程控制。此外,随着IOT技术和AI技术的飞速发展,智能水网中传感器等设备的应用需求进一步加大。这些传感器设备的供电来源通常是化学电池,但是化学电池一旦损坏会导致极为严重的水质污染问题。因此,为监控设备寻找持续稳定的绿色供电方式成为重要的课题。配水系统管网中往往存在一定的压力裕量,以保证正常供水,这也意味着管网中存在可被开发的过剩水能。由于球阀广泛分布在不同流体输送系统的各个节点处,因此本文拟将垂直轴水轮机集成到球阀内部（称之为“捕能阀”）,用以捕获管线内的过剩水能,同时调节捕能阀下游水头。本文以CFD数值模拟研究为主,对捕能阀内的叶轮参数以及捕能阀在多种工况下的耦合性能展开了系统的研究。首先,将一种在管内性能表现优良的垂直轴动力叶轮集成到球阀内部,用以在调节流体的同时捕获潜在的水力。基于滑移网格技术,对新型捕能阀在FLUENT软件中展开了仿真计算分析,并且利用试验结果验证了数值结果的准确性。通过对捕能阀性能曲线分析、流场分析以及受力分析,得到了捕能阀在固定流量为15.7 × 10-3 m3/s时的最佳工作参数:在最优叶尖转速比下工作时,捕能阀在25%-39%开度范围内工作特性最好,能以最高效率（>11.5%）捕获最多的能量（>80W）,同时只消耗4-12m的水头。对于供水系统来说,因捕能阀能量捕获而造成的水头损失可以用来抵消管道中容易引起管网系统泄漏的压力裕量。基于经典的Savonius转子,提出了一种能有效适应球阀特殊内腔构造的半椭圆S型涡轮。为使其与球阀在结构上更好地匹配,涡轮叶尖位置的圆度被改进,从而得到了叶轮的初始配置。为了更好地与球阀功能兼容,对叶轮的截面扁平度和展弦比参数进行了数值模拟研究。结果表明,最大轴功率始终出现在25%开度;扁平度为0.7时,捕能阀的轴功率最大,流量系数第二大且仅比最大值低1.9%;另外,展弦比最小时,捕能阀的最大流通能力较低,但在能量捕获性能方面表现最好,叶轮最大轴功率达到了 78.6W。为模拟捕能阀系统在流体激励作用下的响应,建立了捕能阀-发电机新型被动模型,利用该模型对叶轮元件的叶片数目和空心轴参数进行了优化,得到了叶轮的最优配置。新型被动模型考虑了叶轮在有限空间内运动时的附加转动惯量效应,同时将发电机的发电功率等效为阻尼消耗的能量。建立了模型的运动与动力数学方程,并利用两种不同的方法在FLUENT软件中对该方程进行了迭代求解,两种计算结果可以很好的吻合。结果表明,捕能阀系统的能效响应会随着叶轮叶片数目增加而提高;将叶轮空心轴比例从0.25增加到0.33,不会影响捕能阀系统各项指标,但可以节省8.85%的材料成本。需要强调的是,相比于第一章的垂直轴动力涡轮,新开发的叶轮与调节阀在结构和功能方面匹配性能更好。基于新型被动模型,研究了捕能阀系统在不同流量振荡频率工况及阀芯开启工况下的系统响应。针对三种不同的流量振荡频率,分析了捕能阀系统的运动响应和能效响应;针对不同的阀芯开启速度,讨论了叶轮的运动响应、系统的能效响应以及捕能阀的瞬态流量特性。结果显示,在不同的流量振荡工况下,捕能阀系统在低于39%的开度下都能维持40W-150W的发电功率,可稳定供能;此外,在捕能阀开启过程中,发电机瞬时效率值始终高于捕能阀在固定开度下的效率均值,因而捕能阀系统在此工况下仍有相对稳定的响应,可正常工作。
许贝贝[3]（2020）在《水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究》文中研究表明在国家进行电力结构化、市场化改革大背景下,风水等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。水电作为调峰调频重要角色,将会面临更为频繁的过渡工况调节和非最优工况运行两个重要发展趋势。准确认识在非最优工况运行下水轮发电机组动态变化特征,对提高水轮发电机组系统的灵活性运行和维护区域电力系统的安全可靠性具有重要的科学意义价值。机组在非最优工况区轴系振动剧烈,以传统水轮机调节系统为核心的PID调速器控制效果无法保证发电机角速度的稳定性,这严重威胁了水轮发电机组在非最优工况区的发电可靠性。论文以水轮机调节系统发电机角速度控制与轴系振动相互作用关系为关键科学问题并对传统水轮机调节系统模型进行改进以研究水轮发电机组发电可靠性和综合性能评估问题,并取得以下三方面研究成果:1.基于最优工况设计的传统水轮机调节系统因轴系振动微小而忽略其对调速器控制的影响,这已不适应能源结构改革背景下电力系统对水轮发电机组全工况运行的新要求,故提出基于传统水轮机调节系统评估非最优工况下水轮发电机组发电可靠性建模新思路——传统调节系统与水轮发电机组轴系统模型的耦合统一围绕水轮机调节系统控制与水力发电机组轴系振动相互作用关系问题,系统论述和分析调节系统与机组轴系耦合关系和参数传递方式。通过对三种耦合方法的深入研究,进一步提高了水轮机调节系统在部分负荷或过负荷工况下的模拟精度。主要包括:（1）以水轮机调节系统中发电机角速度与水轮发电机组转子形心偏移一阶导数为耦合界面参数,实现了调速器控制与轴系振动相互作用的模型统一;选择经典调节系统模型和基于纳子峡水电站现场测量轴系偏移峰峰值数据作对比探究统一模型模拟精度。结果表明:机组轴系形心偏移不受流量变化的影响,即工况变化形心偏移值保持不变,且轴系固有频率基本保持不变。可见,通过发电机角速度耦合的水轮发电机组系统在不同工况下相互作用关系极不明显,且在轴心偏移上模拟精度较差。（2）以水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并选择经典调节系统模型与耦合统一模型仿真结果对比探究模型模拟精度。结果表明:水轮机调节系统动态响应模拟误差在稳定值无差别,在过渡过程下模拟误差超过10%。可见,基于水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型能够较好反映机组在过渡过程下调节系统与轴系振动相互作用关系,但在过渡过程中模拟误差较大。（3）以水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并对轴系不对中故障振动实验测量的轴心轨迹和振动频率与所建耦合统一模型仿真结果进行对比分析,发现机组固有频率模拟误差小于3%。可见,通过水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型在模拟不对中故障时表现出较好的模拟精度。2.围绕非最优工况下水轮机调节系统耦合关系复杂且参数取值存在不确定性导致的发电可靠性评价困难问题,提出利用敏感性和可靠性分析工具量化不同工况下机组发电可靠性的新构想——水轮发电机组系统发电可靠性指标及其初步应用（1）稳定工况和过渡工况下模型参数不确定性分析从水电站参数设计角度对机组模型参数进行随机不确定性定义,并选择发电机角速度和发电机形心偏移作为调节系统和轴系系统模型输出值,从而得到机组在稳定运行工况和过渡工况下模型单参数敏感性排序和参数间相互作用的敏感性排序,进而确立水力发电系统发电可靠性的场景设计原则。（2）不同场景下水轮发电机组发电可靠性指标选取与评估通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,选择最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值五个动态指标作为发电可靠性评估指标,研究风水互补发电系统的故障响应、调节性能等动态特征。研究结果表明,水力发电系统调节能力对随机风低标准差和梯度风高平均值低标准差极为敏感。相反,对阵风属性指标（即风速频率、幅值和偏移量）的调节敏感性较弱。此外,快速响应（以调节时间和峰值时间表示）与稳定响应（以最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值表示）之间的主导因素评价比较复杂。但当快速响应与稳定响应相一致时,就很容易对水轮发电机组动态调节性能做出评价。3.为克服传统风水互补系统以天为最小时间尺度而忽略水轮发电机组动态性能状态的经济型问题,提出一种基于秒级尺度动力学模型的经济性评估方案——资源利用度、平抑性等级和综合效益分析通过研究风电资源的时间与空间尺度效应,给出简单时空尺度等效方案,进而提出基于秒级尺度的风水互补发电系统模型风速变异系数、波动系数和平抑系数的计算方法;进一步通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,获取风水互补系统的动态响应,并计算年运行内的售电效益、调峰效益、节省能源效益、机组启停成本、导叶疲劳损失成本、维护成本（无导叶损失）等,全方位衡量水电站在调节风电功率变化场景下所带来的经济收益情况。初步试算结果表明,基于秒级尺度的风水互补系统的经济性评估方案是可行的。
蔡君辉[4]（2020）在《潮流能机组独立变桨电液系统研究》文中进行了进一步梳理由于能源消耗的增加和社会期望的紧迫,潮流能在开发和应用方面面临着很多挑战,潮流能发电装置工作时,统一变桨控制可以实现功率的稳定输出,在其基础上发展起来的独立变桨可消除叶轮的不均衡载荷,但目前独立变桨控制技术还停留在理论阶段。由于各桨叶所受负载不同,导致统一变桨过程中三叶片不同步,这将造成叶轮的不平衡并对机组的安全运行产生影响。本文以650k W潮流能发电机组为研究对象,以能实现独立变桨为目标,设计了一种阀前补偿与比例控制技术相结合的变桨系统,重点研究统一变桨模式下多桨叶同步运动的问题,通过Amesim仿真验证了该变桨方案的可行性。论文的各章节主要内容如下:第1章介绍了课题的研究背景,通过文献调研的方式总结了国内外潮流能发电机组的现状以及对变桨技术的研究,提出了统一变桨过程中各桨叶运动不同步对机组安全运行产生影响的问题,重点介绍了液压同步控制系统在工程机械设备中的应用,阐述了课题的研究意义和内容。第2章介绍了变桨控制原理及特点,对叶片载荷进行分析,为变桨力矩的计算奠定理论基础,重点根据潮流能发电机组运行过程中可能遇到的工况制定了设计载荷工况表,并以650k W机组为研究对象,进行全工况载荷分析计算。第3章首先提出变桨初步方案,并对方案存在的问题进行优化设计,通过仿真论证设计的可行性,最后提出一种阀前补偿与比例控制相结合的变桨系统。第4章对阀控马达变桨位置控制系统进行数学建模分析,建立带阀前补偿变桨比例控制系统仿真模型,分别对真实海流工况下统一变桨过程同步精度和独立变桨系统动态性能进行分析,重点研究了二通压力补偿阀的参数变化对多叶片动作同步精度的影响;提出一种模糊交叉耦合同步控制策略,通过仿真验证该策略能在保证单叶片变桨响应速度的前提下,满足其对同步精度的要求。第5章根据之前提出的变桨方案,设计液压试验台,重点对变桨载荷加载系统进行研究和分析,对主要硬件进行选型,并以Lab VIEW作为上位机虚拟软件平台,对试验台变桨系统进行了初步的方案设计。第6章对课题的研究工作进行总结,并展望了进一步的研究方向。
龙丽婷,鲍海艳[5]（2019）在《基于改进粒子群算法的水轮机调速器功率模式参数优化研究》文中研究指明作为电力系统中调峰调频的骨干电源,水电机组负荷调节过渡过程的稳定性对电网安全运行及源网协调意义重大。文章在考虑引水系统弹性水击模型的基础上,建立了水轮机调速器功率模式下负荷调节过渡过程数学模型,推导系统总传递函数。设计了改进粒子群算法,成功实现了水轮机调速器功率模式下调速器参数优化。并以某水电站为工程实例,对增、减负荷工况的功率调节过程进行了基于改进粒子群算法的调速器参数优化,对调速器参数优化前后的过渡过程动态性能进行对比分析。结果表明:机组增、减负荷的功率调节过渡过程中,应用改进粒子群算法进行参数寻优时,功率偏差适应值在短时间内即可收敛,并能较快地得到调速器参数的寻优结果;采用优化后调速器参数得到的功率调节下过渡过程动态性能好,响应速度快,调节时间短,调节品质好。
曲淑婷[6]（2019）在《基于广义时间延迟的水轮机调速系统报警优化设计》文中研究表明报警系统（Alarm System）是集检测、记录、传达过程变量状态于一体的软硬件集合,配置报警能够在工业运行过程中出现任何故障及时通知操作员采取相应措施。然而在实际生产运行中,操作员收到的错误的和滋扰报警往往远远多于有效报警。对于水轮机调速过程而言,它的安全稳定运行是影响发电机组乃至电网系统安全性、高效性和经济性的关键因素,因此必须对其进行有效的故障监测和诊断,抑制其报警系统中的“报警泛滥”现象。本文针对水轮机调速系统的报警优化问题,分析出导致其“报警泛滥”的主要原因:一是由于水轮机调速系统是典型的动态非最小相位系统,其非线性特性和变量之间的关联性导致报警根源诊断困难;二是报警系统中的阈值设置或设计方法不合理,导致报警系统故障检测的性能下降。本文从水轮机调速系统的故障本质出发,首先仿真了水轮机调速系统非线性模型,引入电液随动系统的闸门开度故障和控制器故障作为研究对象,建立正常工况下运行数据的动态核主元分析模型。在该模型的基础上,进行报警根源诊断,报警设计方法改进以及报警阈值优化等一系列研究,构成了一套解决水轮机调速系统“报警过载”问题的系统性框架。通过仿真结果表明这种故障诊断单元能诊断出文中提及的两种水轮机调速系统故障,而且该诊断方法对其他故障情况同样具有一般性,这对于保证水电机组的安全可靠运行起着重要作用。
吴凡,匡蕾[7]（2018）在《基于PMU数据的300MW水电机组并网暂态分析》文中研究指明根据华中电力调控分中心2016年36号文件要求,隔河岩电厂于2016年底完成了同步相量测量装置的升级改造,基于该装置采集的机组并网过程毫秒级特征电气量数据,对并网瞬间有功功率及无功功率的暂态过渡过程进行分析,涉及有功功率的低频振荡及收敛过程,励磁调节器的电压阶跃响应过程,以及机组发出无功功率和吸收无功功率的平衡过程等,对大型水电机组并网过程的特征电气量数据分析有一定的参考意义。
张云程[8]（2018）在《水电机组调节系统参数辨识及并网运行控制优化研究》文中研究说明随着我国能源结构优化向可持续发展方向不断推进,水电能源作为成本低廉、环境友好的可再生清洁能源在我国能源发展战略中发挥了重要作用。水电机组作为将水能转化为电能的设备,具有运行灵活、调节能力强等特点,是电力系统稳定控制中不可或缺的调峰调频装备;其中,抽水蓄能机组作为可以双向运行的水电机组,不仅改善了电网的能源结构,而且提供了更为灵活的调节空间,进一步提高了水电机组在电力系统调节中的地位。近年来,随着风电、光伏等具有间歇性和波动性的电力能源入网规模的逐步提升,电网的电能质量和运行稳定性受到了严重的挑战。水电机组作为电网调节的主力对于缓解新能源并网所引发的功率平衡和频率稳定等问题具有重要作用,因此,电网波动的加剧对水电机组的调节性能提出了更高的需求。水电机组调节系统是受水力、机械和电气因素耦合作用的具有非最小相位特性的复杂非线性系统,系统的运行呈现高度复杂的特性,为了进一步提高水电机组的调节能力,保证电力系统的安全稳定运行,亟需开展水电机组的并网运行控制优化研究。水电机组调节系统精细化建模是机组控制优化研究的基础。传统的水电机组调节系统建模通常只考虑机组的调速系统,同时将发电机等效成具有一定转动惯量的刚体,忽略了电气因素对机组运行动力过程的影响,无法精确描述机组运行特性,对机组的精细化建模、参数辨识和控制优化带来了不利的影响。因此,本文以提高水电机组在并网运行的调节性能为目标,将系统辨识、智能优化算法和控制理论等数学工具引入至水电机组调节系统的建模、仿真和控制优化中,同时以水电机组的调节系统为切入点,针对具有水电机组的电力系统调频性能优化问题开展了深入的研究,取得了一定的成果,本文的主要研究成果和创新如下:（1）深入研究了水电机组调节系统的组成结构,将系统分为原动机、过水系统、调速器、发电机、励磁系统六大模块,分析了各模块的运行机理,归纳总结了各模块的不同建模方法,讨论了不同模型的适用情形,建立了包含调速和励磁系统的水电机组调节系统模型,为水电机组调节系统参数辨识和并网运行控制优化提供了模型基础。（2）为实现水电机组调节系统并网运行状态的参数辨识,在建立的水电机组调节系统模型基础上,使用灰狼群优化算法将参数辨识问题转变为寻优问题,并通过引入混沌搜索策略,提高了算法的寻优能力,形成了一种改进灰狼群优化算法,实现了系统模型参数的高精度辨识。（3）为提高水电机组调节系统的控制性能,引入协同控制理论为水电机组调速系统设计新型控制器;研究了协同控制理论的原理和控制器设计思路,基于建立的具有复杂引水系统的水电机组调速系统模型,推求了协同调速控制规律;进一步,在建立的抽水蓄能机组的调节系统模型的基础上,设计了调速励磁协同控制器;在单机无穷大系统中,通过不同状态下的仿真运行验证了设计的协同调速控制器和调速励磁协同控制器的有效性和优越性。（4）针对风电并网规模日益增长的现状,深入研究了风电机组的组成结构和运行特性,基于前述研究建立的水电机组模型,搭建了包含抽水蓄能机组与风电机组的微电网模型,为水电机组与风电机组互联运行研究提供了模型基础;为提高抽水蓄能机组的调节性能、实现系统的运行优化,基于模糊控制理论为抽水蓄能机组调速系统设计了控制参数在线调整的自适应模糊PID控制器,采用改进灰狼群优化算法对控制器进行参数优化整定,并通过仿真试验验证了设计的控制器的有效性。（5）针对电力系统中频率的二次调节,深入研究了电力系统的负荷频率控制方式及其目标,建立了两区域的水-火电互联电力系统负荷频率控制模型,引入协同控制理论分别为系统中水电和火电区域的负荷频率控制设计了控制器,为了提高协同控制器的误差消除能力,构造了具有积分项的宏变量,并据此推求了协同控制律;通过系统负荷扰动下的仿真对比实验表明,设计的协同控制器提高了系统负荷频率控制的调节品质。
张乐[9]（2018）在《小型水轮发电机励磁控制系统研究与设计》文中指出水力发电作为一种清洁能源,在我国应用极为广泛。其中小型水电站建设工期短、见效快,得到国家大力支持,多分布于高山和偏远地区。发电机励磁控制是发电机控制系统的重要组成部分,本文主要研究了小型水轮发电机的励磁控制及其实现方法。利用Matlab中的Simulink建立了线性和非线性励磁调节系统仿真模型。传统PID控制,因参数整定十分繁琐,难以应用于非线性时变系统。为了提高控制性能,本文提出了基于粒子群优化的模糊PID励磁控制算法。采用粒子群优化算法优化初始PID参数,利用模糊控制优化PID增量。仿真结果表明,该算法具有良好的适应性和鲁棒性,能满足水轮机非线性、时变的复杂调速系统的控制要求。基于本文提出算法模型,以及水轮机励磁系统的需求,完成了水轮发电机励磁系统总体方案设计,并采用stm32单片机控制完成了电路与程序设计,并在程序中移植了ModBus协议。实验结果表明该系统有效实现水轮发电机组的励磁控制,在事故中也能有效运行,可满足电力系统的要求,提供高质量的电能。并降低了运行成本,提高了水电站运行与管理的自动化程度,取得了较为满意的结果。
彭晟楠[10]（2018）在《小型水电站水轮机控制策略研究》文中研究表明随着小水电站的智能化发展,保障小水电发电的可靠性也随之成为一项重要的任务,而衡量发电可靠性的重要指标就是水轮机控制系统的输出频率。目前普遍所采用的PID控制对水轮机控制系统进行调节的方法,无法平衡快、准、稳这三者之间的相互关系,并有太多控制上的局限性。因此,要保证系统在频率或负荷扰动,尤其是小波动的情况下,能够更加稳定地运行,并且有自我调节,参数自整定的能力。本研究引入了更加符合水轮机控制系统的分数阶控制,以及具有自我学习的单神经元自适应控制,以能更好的保证水电站水轮机系统运行的稳定性。本文根据PID控制理论、分数阶PIλ控制理论、单神经元自适应控制理论以及系统仿真方法,分析了三种控制器的实现方式和过程,建立其相应的数学模型;根据水电站的工作原理以及水轮机控制系统原理,对水轮机引水系统,液压系统,水轮机,发电机,控制器进行模块化数学模型和仿真模型的建立,并组建成水轮机控制系统模型;在MATLAB/SIMULINK环境下,基于PID控制理论、分数阶PIλ控制理论、单神经元自适应控制理论,对一小型水电站的水轮机控制系统分别进行了频率扰动和负荷扰动仿真试验。仿真结果表明,分数阶PIλ控制器具有一定的适应性,系统能够很好地克服扰动,并且波动的幅度比较小,超调量小;单神经元自适应控制系统具有很小的超调量和较强的鲁棒性,并且过渡过程平滑,系统能够更快稳定,这两种控制器不仅对于小型水电站的设计提供了理论依据,而且也将促进小水电的智能化发展。
二、水轮机动态性能监控系统研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水轮机动态性能监控系统研究（论文提纲范文）
（1）水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 水电在我国能源结构中的战略地位 |
| 1.3 水轮发电机组安全评价综述 |
| 1.3.1 常规水轮发电机组过渡过程模型与稳定性分析 |
| 1.3.2 水泵水轮发电机组过渡过程模型与稳定性分析 |
| 1.3.3 两类水轮发电机组过渡过程风险分析 |
| 1.4 水风光多能互补性优化及经济效益评估综述 |
| 1.4.1 多能互补性优化 |
| 1.4.2 多能互补经济效益评价 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 常规水轮发电机组开机过渡过程建模与稳定性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开机特性 |
| 2.3 水轮发电机组基本模型 |
| 2.3.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.3.2 轴系模型 |
| 2.4 水轮机调节系统与轴系耦合统一新模型 |
| 2.4.1 水轮机调节系统与轴系耦合模型的建立 |
| 2.4.2 参数设置 |
| 2.4.3 模型验证 |
| 2.5 常规水轮发电机组开机稳定性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水泵水轮发电机组抽水调相建模与稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽水调相工况特性 |
| 3.3 抽水调相运行理论 |
| 3.3.1 抽水调相运行迟相与进相基本理论 |
| 3.3.2 多机进相运行稳定性理论 |
| 3.4 水泵水轮发电机组仿真模型 |
| 3.4.1 多机系统抽水调相模型的建立 |
| 3.4.2 模型验证 |
| 3.5 水泵水轮发电机组抽水调相运行稳定性分析 |
| 3.5.1 励磁电流作用下多机调相运行稳定性分析 |
| 3.5.2 外部激励作用下迟相与进相运行转化机制分析 |
| 3.6 抽水调相风险情景下的运行建议 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组典型过渡过程运行风险分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常规水轮发电机组不推荐运行区动态风险分析 |
| 4.2.1 试验机组参数设置与运行区初步界定 |
| 4.2.2 动平衡实验与初步分析 |
| 4.2.3 动态熵-模糊集风险评价方法 |
| 4.2.4 不推荐运行区优化与动态风险分析 |
| 4.3 常规水轮发电机组推荐运行区动态风险分析 |
| 4.3.1 试验机组概况与运行水头设置 |
| 4.3.2 动平衡实验与初步分析 |
| 4.3.3 灰-熵关联动态风险评价方法 |
| 4.3.4 推荐运行区动态风险分析 |
| 4.4 水泵水轮发电机组水轮机工况甩负荷过渡过程风险分析 |
| 4.4.1 甩负荷过渡过程导叶及球阀-导叶联动关闭规律 |
| 4.4.2 数据来源 |
| 4.4.3 基于Fisher判别的动态风险评价方法 |
| 4.4.4 考虑导叶-球阀联动关闭的水泵水轮发电机组风险分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水风光混合系统互补性能与发电效益优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水光混合系统互补性能优化研究 |
| 5.2.1 动态调节性能指标 |
| 5.2.2 水光互补发电模型 |
| 5.2.3 算例分析 |
| 5.3 水风混合系统互补发电效益优化研究 |
| 5.3.1 基于成本-利润的互补发电效益评价方法 |
| 5.3.2 水风互补发电仿真模型 |
| 5.3.3 互补性验证 |
| 5.3.4 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 其他指标隶属度函数 |
| 附录 B 参数表 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）具有能量捕获功能的调节阀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 管内微型水电开发应用现状 |
| 1.2.1 管内冲击式水轮机应用 |
| 1.2.2 管内双击式水轮机应用 |
| 1.2.3 水泵水轮机应用 |
| 1.2.4 管内螺旋桨式水轮机应用 |
| 1.2.5 管内动力涡轮应用 |
| 1.2.6 管内其它捕能装置应用 |
| 1.3 Savonius转子研究现状 |
| 1.3.1 叶轮叶片型线研究 |
| 1.3.2 叶轮展弦比研究 |
| 1.3.3 叶轮叶片数目研究 |
| 1.4 主要问题及课题提出 |
| 1.5 研究内容及章节安排 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 章节安排 |
| 第2章 集成了垂直轴动力叶轮的捕能阀水动力性能研究 |
| 2.1 捕能阀运动模型的结构与原理 |
| 2.2 数值研究方法 |
| 2.2.1 捕能阀结构几何参数 |
| 2.2.2 CFD软件设置 |
| 2.2.3 数值模拟方法与网格无关性验证 |
| 2.2.4 性能参数分析 |
| 2.3 数值结果与分析 |
| 2.3.1 叶轮叶片孔对捕能阀耦合性能的影响 |
| 2.3.2 垂直轴动力叶轮与调节阀的集成特性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 专用于匹配球阀的叶轮的开发与设计 |
| 3.1 涡轮设计过程 |
| 3.2 数值方法 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 控制方程与湍流模型 |
| 3.2.3 数值模型的验证 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 速比条件 |
| 3.3.2 涡轮截面扁平度对捕能阀性能影响 |
| 3.3.3 涡轮展弦比(展长不变)对捕能阀性能影响 |
| 3.3.4 流场特性和瞬态特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 捕能阀被动运动模型搭建及其耦合性能研究 |
| 4.1 捕能阀系统被动运动模型搭建 |
| 4.1.1 发电机简化模型 |
| 4.1.2 FLUENT被动模型修正 |
| 4.1.3 叶轮附加转动惯量测量 |
| 4.1.4 新被动模型控制方程及其迭代法 |
| 4.2 叶轮参数优化结果与分析 |
| 4.2.1 叶片数目对捕能阀性能影响 |
| 4.2.2 空心轴参数对捕能阀性能影响 |
| 4.2.3 集成了优化叶轮配置的捕能阀耦合性能研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 非稳定工况下的捕能阀系统响应 |
| 5.1 不同流量振荡频率下捕能阀系统响应 |
| 5.1.1 运动响应 |
| 5.1.2 能效响应 |
| 5.2 不同阀芯开启速度下捕能阀系统响应 |
| 5.2.1 运动响应 |
| 5.2.2 能效响应 |
| 5.2.3 捕能阀瞬态流量特性 |
| 5.3 实验方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 能源结构现状与发展趋势 |
| 1.2.1 能源结构大转型下的水电角色 |
| 1.2.2 能源结构调整水电调节重任 |
| 1.3 水力发电系统运行稳定性研究综述 |
| 1.3.1 水轮机调节系统之发电可靠性 |
| 1.3.2 水轮发电机组轴系统之轴系振动 |
| 1.3.3 风光水多能互补分析 |
| 1.4 发电可靠性研究综述 |
| 1.4.1 敏感性分析 |
| 1.4.2 可靠性分析 |
| 1.4.3 经济性分析 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 研究思路与技术路线 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 水轮机调节系统基本模型及随机扰动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机调节系统动力学模型及其随机扰动概述 |
| 2.2.1 引水系统动态模型随机扰动 |
| 2.2.2 水轮机线性化(非线性)动态数学模型及随机扰动 |
| 2.2.3 同步发电机动态模型随机扰动 |
| 2.2.4 负荷动态模型随机扰动 |
| 2.2.5 调速器动态模型 |
| 2.2.6 励磁系统动态模型 |
| 2.2.7 水轮机调节系统任务与调节模式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.2.1 以发电机角速度为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.2 以水力不平衡力和水轮机动力矩为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.3 以水力激励力为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组系统参数不确定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值仿真抽样方法 |
| 4.2.1 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法原理 |
| 4.2.2 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法步骤 |
| 4.3 敏感性分析方法 |
| 4.3.1 扩展傅里叶幅度检验法 |
| 4.3.2 Sobol敏感性分析 |
| 4.4 基于发电机角速度耦合统一模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.4.2 模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.3 不对中参数对系统模型状态变量动态演化过程影响 |
| 4.4.4 发电机转子形心晃动幅度和不对中量关系 |
| 4.4.5 小结 |
| 4.5 基于水力不平衡力和动力矩模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.5.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.5.2 模型参数不确定性分析 |
| 4.5.3 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型验证 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 基于水力不平衡和动力矩的耦合系统振动模态分析 |
| 4.6.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.6.2 非线性模态级数法 |
| 4.6.3 非线性振动模态分析方法验证 |
| 4.6.4 一阶振动模态分析 |
| 4.6.5 讨论 |
| 4.6.6 小结 |
| 4.7 相继甩负荷工况下水力发电系统模型参数不确定性分析 |
| 4.7.1 全局敏感性分析 |
| 4.7.2 模型验证 |
| 4.7.3 相继甩负荷对管道压力的影响 |
| 4.7.4 相继甩负荷对调压室涌浪的影响 |
| 4.7.5 相继甩负荷对转速波动的影响 |
| 4.7.6 小结 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 风光水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可靠性分析方法 |
| 5.2.1 一阶可靠度法 |
| 5.2.2 二阶可靠度法 |
| 5.3 混合光伏/风电/水电微电网系统建模与参数不确定性分析 |
| 5.3.1 基于水力激励力的耦合系统模型 |
| 5.3.2 混合光伏/风电微电网 |
| 5.3.3 参数不确定性对水力发电系统发电可靠性的影响 |
| 5.3.4 水力发电系统参数间相互作用对并网可靠性影响 |
| 5.3.5 水力发电系统轴系模型验证 |
| 5.3.6 混合光伏/风电/水电微电网系统建模 |
| 5.3.7 混合光伏/风电/水电微电网系统三相短路故障分析 |
| 5.3.8 小结 |
| 5.3.9 微电网系统参数 |
| 5.4 风水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.4.1 风水互补发电系统模型说明 |
| 5.4.2 风力发电系统风速模型场景 |
| 5.4.3 风水互补系统互补特性分析 |
| 5.4.4 风水互补系统发电可靠性评估指标 |
| 5.4.5 风水互补系统水轮发电机组发电可靠性评估 |
| 5.4.6 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 水力发电系统的综合调节优势 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于时空尺度风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估 |
| 6.2.1 基于连续小波变换的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.2 基于连续小波变换分析的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.3 基于最小二乘支持向量机的等级评估 |
| 6.2.4 系统资源利用度与平抑性等级评估模型 |
| 6.2.5 风水互补发电系统联合模型 |
| 6.2.6 各类风速条件下风力发电资源评估 |
| 6.2.7 小结 |
| 6.3 水力发电系统在调节风力波动方面的经济性评估 |
| 6.3.1 综合评价方法 |
| 6.3.2 风水互补特性分析 |
| 6.3.3 十四节点网络风水互补发电系统综合优势分析 |
| 6.3.4 风水互补系统综合调节效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要贡献 |
| 7.2 工作设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（4）潮流能机组独立变桨电液系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 潮流能发电系统的发展概述 |
| 1.2.1 国外潮流能装备发展现状 |
| 1.2.2 国内潮流能装备发展现状 |
| 1.3 潮流能变桨技术研究现状 |
| 1.4 液压同步控制系统发展及研究现状 |
| 1.5 课题研究意义及内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 水平轴潮流能发电机组变桨理论分析 |
| 2.1 潮流能机组发电基本理论 |
| 2.2 变桨控制原理及特点 |
| 2.2.1 变桨原理 |
| 2.2.2 变桨特点 |
| 2.3 变桨过程分析 |
| 2.4 变桨载荷力矩分析 |
| 2.4.1 变桨载荷分析 |
| 2.4.2 变桨力矩分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 变桨液压系统设计 |
| 3.1 潮流能发电机组变桨初步方案 |
| 3.2 变桨液压系统压力补偿设计 |
| 3.2.1 压力补偿阀的工作原理与建模 |
| 3.2.2 阀前补偿和阀后补偿对变桨性能的影响 |
| 3.2.3 补偿设计对统一变桨过程的影响 |
| 3.3 变桨液压系统方案设计 |
| 3.3.1 变桨液压系统的设计及工作原理 |
| 3.3.2 变桨液压系统选型计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 带阀前补偿的变桨比例控制系统仿真研究 |
| 4.1 阀控马达变桨位置控制系统数学建模及分析 |
| 4.2 带阀前补偿的变桨比例控制系统仿真分析 |
| 4.2.1 统一变桨系统特性的仿真分析 |
| 4.2.2 二通压力补偿阀参数变化对同步精度的影响 |
| 4.2.3 独立变桨系统特性的仿真分析 |
| 4.3 基于模糊交叉耦合控制的变桨比例控制系统的仿真分析 |
| 4.3.1 模糊交叉耦合同步控制策略的提出 |
| 4.3.2 模糊控制器的设计 |
| 4.3.3 多桨叶同步位置控制仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 潮流能发电机组变桨系统实验设计 |
| 5.1 实验台液压系统组成及原理 |
| 5.2 变桨控制系统实验台硬件设计 |
| 5.2.1 变桨控制实验台功能需求分析 |
| 5.2.2 实验台硬件选型设计 |
| 5.3 基于Lab VIEW的实验台软件方案设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 论文总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
（6）基于广义时间延迟的水轮机调速系统报警优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 工业报警系统研究现状 |
| 1.2.1 工业报警系统介绍 |
| 1.2.2 报警设计技术的国内外研究现状 |
| 1.3 水轮机调速系统故障检测的研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 水轮机调速系统及故障建模 |
| 2.1 调节系统结构模型 |
| 2.1.1 调节对象数学模型 |
| 2.1.2 调速器数学模型 |
| 2.2 调节系统故障模型仿真研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水轮机调速系统故障信号主元分析 |
| 3.1 PCA基本原理 |
| 3.1.1 PCA的几何本质 |
| 3.1.2 PCA计算步骤 |
| 3.1.3 PCA的统计量与控制限 |
| 3.1.4 基于变量贡献图的故障检测步骤 |
| 3.2 基于动态核主元分析的故障检测 |
| 3.2.1 DKPCA基本原理 |
| 3.2.2 水轮机调速系统报警信号主成分分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 工业报警系统性能评估的方法 |
| 4.1 报警系统性能指标 |
| 4.1.1 接收者操作特征曲线(ROC曲线) |
| 4.1.2 检测期望延迟(EDD) |
| 4.2 报警系统性能指标的一般计算方法 |
| 4.3 传统时间延迟技术 |
| 4.4 广义时间延迟技术 |
| 4.4.1 准确性 |
| 4.4.2 敏捷性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 水轮机调速系统报警优化设计 |
| 5.1 故障报警仿真研究 |
| 5.1.1 不同时延方式下的报警系统设计 |
| 5.1.2 基于广义时间延迟的报警优化过程 |
| 5.2 报警时延设计步骤 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于PMU数据的300MW水电机组并网暂态分析（论文提纲范文）
| 1 系统硬件 |
| 1.1 同步相量测量装置 |
| 1.2 同期装置 |
| 1.3 系统主接线图 |
| 2 并网过程 |
| 2.1 并网后迟相运行 |
| 2.2 并网后进相运行 |
| 3 结论 |
（8）水电机组调节系统参数辨识及并网运行控制优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 水电机组调节系统参数辨识研究 |
| 1.3 水电机组调节系统控制策略研究 |
| 1.4 拥有水电机组的多能源系统研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 水电机组调节系统数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机/水泵水轮机数学模型 |
| 2.3 过水系统数学模型 |
| 2.4 调速器数学模型 |
| 2.5 同步发电机模型 |
| 2.6 励磁系统数学模型 |
| 2.7 水电机组调节系统仿真模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 水电机组调节系统参数辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于智能优化算法的水电机组调节系统参数辨识 |
| 3.3 灰狼群优化算法及其改进 |
| 3.4 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 水电机组调节系统协同控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 协同控制理论及控制器设计方法 |
| 4.3 具有复杂过水系统的水电机组调速系统协同控制器设计 |
| 4.4 抽水蓄能机组调速励磁系统协同控制器设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 抽水蓄能机组与风电机组互联微电网运行优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 抽水蓄能机组与风电机组联合运行微电网 |
| 5.3 抽水蓄能机组调速系统自适应模糊PID控制器设计 |
| 5.4 仿真算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于协同控制的水-火电互联电力系统负荷频率控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 水-火电互联电力系统负荷频率控制模型 |
| 6.3 协同控制器设计 |
| 6.4 仿真算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文工作总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 进一步研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 ：攻读博士期间发表的论文 |
| 附录2 ：攻读博士期间完成和参与的科研项目 |
（9）小型水轮发电机励磁控制系统研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 励磁系统概述 |
| 1.2 国内外水电励磁系统研究现状 |
| 1.2.1 国内励磁系统研究现状 |
| 1.2.2 国外励磁系统研究现状 |
| 1.3 励磁系统的作用 |
| 1.4 本文章节内容 |
| 第二章 水轮发电机及励磁系统研究 |
| 2.1 水电站及调节系统概述 |
| 2.2 小型发电机机励磁系统研究 |
| 2.2.1 励磁系统的基本要求 |
| 2.2.2 发电机组的励磁系统的组成和分类 |
| 2.2.3 励磁原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 发电机励磁控制实现 |
| 3.1 自并励励磁系统 |
| 3.1.1 自并励励磁系统的过程 |
| 3.1.2 自并励励磁系统的特点 |
| 3.2 励磁调节器 |
| 3.2.1 励磁调节器要求及性能指标 |
| 3.2.2 励磁调节器原理及构成 |
| 3.3 非线性励磁控制参数优化 |
| 3.3.1 PID控制 |
| 3.3.2 模糊PID励磁控制 |
| 3.3.3 粒子群PSO优化算法 |
| 3.3.4 模糊规则及数学模型建立 |
| 3.3.5 仿真结果 |
| 3.4 励磁控制软件设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于ModBus 协议的通信实现 |
| 4.1 ModBus通信规约介绍 |
| 4.2 ModBus的传输及校验 |
| 4.2.1 ModBus 的传输方式 |
| 4.2.2 错误校验 |
| 4.3 ModBus 移植 |
| 4.3.1 串口配置操作 |
| 4.3.2 定时器配置操作 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 人机界面设计及系统模拟实验 |
| 5.1 人机界面系统 |
| 5.2 控制系统试验 |
| 5.2.1 静态试验 |
| 5.2.2 负荷试验 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（10）小型水电站水轮机控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 水轮机控制器的发展 |
| 1.3.2 水轮机控制策略的发展 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 现代控制理论及系统仿真 |
| 2.1 PID控制理论 |
| 2.2 分数阶PIλ控制理论 |
| 2.2.1 分数阶微积分定义 |
| 2.2.2 分数阶λPI控制器 |
| 2.2.3 分数阶λPI的逼近公式 |
| 2.3 单神经元自适应控制理论 |
| 2.3.1 神经元数学模型 |
| 2.3.2 控制算法的实现 |
| 2.3.3 控制器参数的调整规则 |
| 2.4 系统仿真 |
| 2.4.1 系统仿真的基本知识 |
| 2.4.2 MATLAB软件包及Simulink仿真 |
| 3 水轮机控制系统的数学模型及仿真模型 |
| 3.1 水轮机控制系统原理 |
| 3.2 水轮机控制系统各模块数学模型的建立 |
| 3.2.1 引水系统 |
| 3.2.2 液压系统 |
| 3.2.3 水轮机 |
| 3.2.4 水轮发电机 |
| 3.3 水轮机控制系统仿真模型 |
| 3.3.1 引水系统和水轮机 |
| 3.3.2 机械液压系统 |
| 3.3.3 水轮发电机 |
| 3.3.4 控制器 |
| 3.3.5 水轮机控制系统 |
| 3.4 水轮机控制系统仿真模型验证 |
| 4 水轮机控制系统仿真结果及分析 |
| 4.1 水轮机PID控制系统 |
| 4.2 水轮机分数阶PIλ控制系统 |
| 4.2.1 分数阶PIλ控制器最优参数确定 |
| 4.2.2 负荷扰动试验仿真结果及分析 |
| 4.3 水轮机单神经元自适应控制系统的研究 |
| 4.3.1 单神经元自适应控制器最优参数确定 |
| 4.3.2 负荷扰动仿真结果及分析 |
| 4.4 三种控制器的对比分析 |
| 4.4.1 频率扰动为5%时三种控制器的频率响应曲线 |
| 4.4.2 负荷扰动为10%时三种控制器的主动力矩响应曲线 |
| 4.5 与现有控制系统的对比分析 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
四、水轮机动态性能监控系统研究（论文参考文献）
- [1]水轮发电机组安全评价及其调节特性对互补发电效益影响研究[D]. 李欢欢. 西北农林科技大学, 2021
- [2]具有能量捕获功能的调节阀性能研究[D]. 吕凯. 山东大学, 2021(12)
- [3]水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究[D]. 许贝贝. 西北农林科技大学, 2020
- [4]潮流能机组独立变桨电液系统研究[D]. 蔡君辉. 浙江大学, 2020(06)
- [5]基于改进粒子群算法的水轮机调速器功率模式参数优化研究[J]. 龙丽婷,鲍海艳. 南方农机, 2019(14)
- [6]基于广义时间延迟的水轮机调速系统报警优化设计[D]. 曲淑婷. 华北电力大学(北京), 2019(01)
- [7]基于PMU数据的300MW水电机组并网暂态分析[J]. 吴凡,匡蕾. 电气技术, 2018(12)
- [8]水电机组调节系统参数辨识及并网运行控制优化研究[D]. 张云程. 华中科技大学, 2018(05)
- [9]小型水轮发电机励磁控制系统研究与设计[D]. 张乐. 湖南大学, 2018(06)
- [10]小型水电站水轮机控制策略研究[D]. 彭晟楠. 西华大学, 2018(01)