PSWST-PLC型调速器在水电站的应用

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1、A电力安全技术第l6卷(2014年第4期)PSWST-PLC型调速器在水电站的应用吴名钢(大源渡航电枢纽管理处，湖南衡阳421412)[摘要]介绍了PSWST-PLC型调速器的总体构成及工作方式，重点阐述了PSWST-PLC型调速器具有全时PID控制技术、防机组飞逸、防假甩负荷、防空载泄水等特点，采用PSWST—PLC型调速器对4号机组进行改造后，提高了水电站的安全性能指标和经济指标。[关键词]调速器；PID控制；甩负荷；导叶开度某水电站4台灯泡贯流式发电机组全部从奥地快速率关闭到全关。利ELIN公司引进；水轮机为转桨式，分别

2、从德国2．2电手动调节SULZE公司和MCE公司引进。4台机组于1999-在电手动调节模式工作时，微机控制器A或10-28全部并网发电。2012年，水电站采用武汉B控制机械液压系统的比例伺服阀或高速数字球国测三联水电设备有限公司生产的PSWST-PLC阀，跟踪与调速系统有关的状态及参数，以实现由型调速器，对4号机组进行了改造。“电手动控制”到“自动调节”之间的无扰动切换。电手动调节也可通过现地控制柜面板实现“电手动1PSWST-PLC型调速器的总体构成控制”到“纯机械手动”之间的无扰动切换。2．3纯机械手动PSWST-PLC型

3、调速器由微机调节器和机械失电时，自复中装置在压力油的作用下可带动液压系统两大部分组成。微机调节器部分采用双机主配压阀回到复中位置，由手动操作阀与其一起执(A、B机)冗余容错系统，2套微机控制器均能独行纯机械手动功能。立完成水轮发电机组的开机、停机、增减负荷、紧2．4控制方式的切换急停机等自动调节任务，微机控制器选用德国西门PSWST—PLC型调速器在各种控制方式间可子公司生产的$7-300系列PLC；机械液压系统实现无扰动切换。由电液转换器(采用比例伺服阀+高速数字球阀冗(1)自动通道、电手动之间的切换：通过调速余结构)、紧急

4、停机、主配压阀、纯机械手动机构器控制柜操作开关切换。等组成，采用先进的机械液压集成技术，无明管、(2)电手动切换至纯机械液压手动：电手动通无泄漏、无杠杆。道故障切换至纯机械液压手动。(3)自动通道、纯机械液压手动之间切换：通2PSWST-PLC型调速器的工作方式过调速器控制柜操作开关切换，或自动通道故障切换至纯机械液压手动。2．1自动调节自动通道由微机控制器组成，微机控制器A3PSWST-PLC型调速器的特点或B均能控制机械液压系统自动通道的比例伺服阀或高速数字球阀。微机控制器采用适应式变参数3．1全时PID控制技术的机组转速

5、(频率)PID调节规律和机组功率适应图l为全时PID控制逻辑示意。由图1可知，式变参数PI控制规律。微机控制器接收机组LCU全时PID算法的精髓主要是在PID上增加了连续的“事故停机信号”，并且控制接力器以允许的最调节的PD环节。即将连续l0个周期采样的被调一一第l6卷(2014年第4期)电力安全技术A节偏差放人1个数组，得到l0个△F(被控制偏差(k)值)：Ak)，AF(k-1)，A_2)⋯△k_9)，并在数组中记录好偏差的正负标志和偏差的周期数；当检测，2(k)到当前偏差值与上周期偏差值相等时，选择数组中与当前偏差符号相同

6、的最大偏差值，并根据最大偏差的周期数，相应地改变微分时间常数和偏差(k)的测量周期T来进行PD调节；调节完成后，在数组中剔除此偏差值。这样就避免了在被调节量偏离图2单神经元构造的PID控制器逻辑目标值、但偏差变化缓漫时，出现比例和微分通道几乎不起作用的现象。为提高调速器的静动态品质，在控制电液随动系统中，可采用PI型综合放大器减小调速器的转速死区和桨叶随动系统的不准确度。；采用PD型综合放大器减小接力器不动时间。微分控制是指当输入偏差值突然变化时，微分作用可有效地阻止或刺激控制器输出相应变化。这时，控制器的动作仅受微分作用决定

7、，而不受比例或者积分控制的计算结果影响。输出控制PD+PI的基本设计思想是，当偏差较大时，投入微分控制，取消积分作用；当偏差较小时，引入积分控制，取消微分作用。图1全时PlD控制逻辑3．2防机组飞逸3．2．1闭环开机及同期控制PID控制器算式如下：根据机组转速变化的速率自动改变开机曲线的斜率和顶点，自动适应任何水头的变化，从而达到u(t)=K。)+÷](1)平稳、快速、无超调自适应闭环开机的目的。全范围开放式的测频方法，能保证在0．5～99Hz范围相应的离散算式为：内可靠的频率测量结果，在低频段采用以导叶开度为依据的转速逐次逼

8、近，在高频段则采用趋势辨别Ju(k)=Kpe(k)+Ki∑eO)+Kd[e(k)-e(k—1)](2)转速的方式。这种开机规律是以最佳过程启动水轮j=o发电机机组，尽量减少开机时间，能够保证在任何其中：KP、K、K分别为比例、积分、微分系数；异常情况(如机组导叶漏水，机组未停