水轮机调速系统的非线性自适应控制

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1、第26卷第8期中国电机工程学报Vol.26No.8Apr.20062006年4月ProceedingsoftheCSEE©2006Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2006)08-0066-06中图分类号：TM76文献标识码：A学科分类号：470×40水轮机调速系统的非线性自适应控制1121桂小阳，梅生伟，刘锋，卢强（1．清华大学电力系统国家重点实验室，北京市海淀区100084；2．中科院系统科学研究所，北京市海淀区100080）AdaptiveNonlinearControlforHydraulicTurbineGo

2、vernor1121GUIXiao-yang,MEISheng-wei,LIUFeng,LUQiang(1.TsinghuaUniversity,HaidianDistrict,Beijing100084,China;2.CAS-AcademyforSystemScience,HaidianDistrict,Beijing100080,China）ABSTRACT:Hydraulicturbinegovernorcontrolhasplayed0引言animportantroleinnotonlyimprovingpowersystemtransients

3、tabilitybutalsorestrainingthelow-frequencyoscillationand良好的水门开度控制不仅对电力系统大干扰betteringdynamicperformance.Differentfromtheformer稳定性的改善有很大的作用，而且对系统的小干扰workbasedontheidealhydraulicturbinemodelwithaccurate稳定性的提高及抑制系统低频振荡也非常有效[1]。parameter,thispaperhasproposedanonlinearadaptivecontrol传统的

4、水轮机调节规律是PI或PID调节，而且只strategyonthebasisofcomprehensivenonlinearmodelwith[2-3]inaccurateparameterbyutilizingthedifferentialgeometry有空载和负荷2组参数。随着现代控制理论及应[4-16]methodandadaptivecontroltheory.Computersimulationtests用水平的提高，提出了各种水门控制方案，从havebeencarriedoutinasimplepowersystem.Theresults定参

5、数PI[2-3]、PID[2-3]、有级变参数PID[2]，到计算verifiedthesuggestedcontrolstrategyhasadaptedwelltothe[4]机调速器时代的连续参数适应式PID控制、变结parameterinaccuracyandperformedbetterthannonlinear[5][6]构变参数自适应控制、自适应调速控制、针对controlstrategywithoutconsideringtheparameteruncertainty[7][8-10]inimprovingthesystemdynamicp

6、erformanceandtransient双馈发电机的神经网络控制、智能模糊控制、[11][12-13]stabiliy.非线性控制、非线性H¥控制律、非线性解[14][15]KEYWORDS:Powersystem;Hydroturbinegovernor耦控制策略和动态反馈线性化控制等，这些研control；Nonlinearhydraulicturbinemodel；Nonlinearcontrol；究成果在理论研究和工程实践中对调速器的发展Parameteradaptivecontrol起着积极的推动作用。但这些控制器大都是在具有摘要：水门开度控

7、制不仅对电力系统暂态稳定性的改善有极确定参数的线性水轮机模型的基础上设计的，当水其重要的作用，而且对抑制电力系统低频振荡、改善动态品轮机远离运行点、参数不确定或运行参数变化时，质也有不可低估的作用。国内外水轮机调速器的控制器设计这些模型与实际系统会产生失配，使得系统难以达通常是基于具有准确参数的理想水轮机模型。论文考虑了水[16]到设计时所希望的控制性能。著名学者Prabha轮发电机固有的非线性以及水轮机参数的不确定性，基于微Kundur指出：这个模型（具有确定参数的理想水轮分几何理论和自适应控制方法推导了水轮机调速的非线性自适应控制律（NAC）。数字仿真

8、试验表明，所设计的调机模型）对于用线性分析技术（频率响应、根轨迹速