水電機(jī)組灰色模糊PID調(diào)速器設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、在當(dāng)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(shè)備的引入等諸多因素都會對系統(tǒng)穩(wěn)定造成一些負(fù)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(gè)地區(qū)都有可利用的水力資源。但是“水錘效應(yīng)”卻使得水電機(jī)組的調(diào)速過程更加復(fù)雜，限制了水電機(jī)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(jī)組的調(diào)速器，以期能達(dá)到提升調(diào)速性能、進(jìn)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(jìn)行了簡要介紹，對多種控制策略與方法的特點(diǎn)以及應(yīng)用也進(jìn)行了綜述。針對水輪機(jī)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(yù)測方法——灰色預(yù)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(shè)計(jì)了一種灰色模糊 PID控制器，為了對其控制效果做出初步驗(yàn)證，將其應(yīng)用于一個(gè)簡單的三階系統(tǒng)中，并使用MATLAB進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真研究。
　　

3、為了驗(yàn)證該控制器對于水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制作用，本文對水電機(jī)組單機(jī)無窮大系統(tǒng)進(jìn)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(jī)，采用了考慮彈性水錘效應(yīng)的線性化模型。分別考慮滿載和半載兩種情況對系統(tǒng)進(jìn)行擾動(dòng)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(shè)計(jì)的灰色模糊 PID調(diào)速器對水電機(jī)組的調(diào)速特性具有明顯的改善和優(yōu)化作用，實(shí)現(xiàn)了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性這一目標(biāo)，并且對于系統(tǒng)的運(yùn)行工況具有一定的魯棒性。