现代水轮发电机调速策略的发展

１ 常 规 的 ＰＤ控 制 Ｉ
ＰＤ控 制 是 １２ Ｉ ９ ２年 洛尔 斯 基 提 出 的一 种 结 构
简 单 、 棒性 强 、 于操 作 的控 制 策 略 ． 鲁 易 目前 水 轮 机
调 节器 的控 制策 略也 主要 以 ＰＤ为主 ． Ｉ 常规 的 ＰＤ控制 方 式 是 比例 、 分 和 微分 的线 Ｉ 积 性组 合来 进 行控 制 的． 当机 组 的转速 出现 偏差 时 ， 比 例 环节将 立 即发 出信 号 ， 被 控 制 量 沿 着 减 小偏 差 使 方 向变化 ． 制作用 的强弱 主要取 决 于 比例系数 ． 控
等 智能控 制 结合形 成 一种更 加 优化 的控 制策 略．
研 究成果 都 在很 大程 度上 推动 了水 轮机 控制 策略 的
发展 ．
２ 自适 应 控 制
在 实际 运行 中 ， 轮机 的工 况点 是时 变 的 ， 用 水 采 同一组参 数 取得 理想 的控 制 效 果 是 不 可 能 的． 使 即 整定 了的 ＰＤ控 制参 数 ， Ｉ 当对象 特性 发生 变化 时 ， 也 难 以保持 良好 的控 制 性 能 ． 因为 定 参 数 Ｐ Ｄ调节 没 Ｉ 有 考虑 控制 对象 的非 线性 、 时变 性等 特性 ， 以无 法 所
收 稿 日期 ：０１ ２ １一Ｏ ５—３ Ｏ
３ 智 能 控 制
智 能 控 制 利 用 领 域 专 家 的 先 验 知 wk.baidu.com ， 要 求 对 不
象模 型具 有更 强 的适 应 性 和 鲁 棒 性 ， 通 过 智 能处 可
作者简介 ： 庆敏（９２ ）男 ， 南新野人 ， 授 ， 高 １５ 一 ， 河 教 主要 从 事 电力 系统 实 时 监 控 方 面 的 研 究
部 分 ， 是确 保水 电站 机 组稳 定 运 行 的重 要 控 制设 也
备 之一 ． 近年 来 ， 着控 制理 论 的不 断 发 展 ， 轮 机 随 水 调 速控 制技 术也 经历 了一 个 不 断 改 进 的 过程 ． 制 控 策 略从定 参数 Ｐ ， Ｉ ＩＰＤ和 有级 变 参 数 ＰＤ， 自适 应 Ｉ 到 控 制 、 能控 制 、 智 非线 性 鲁 棒 控 制 等 新 型 控制 ， 些 这
水 轮机 调速 器是 水轮 机调 节 系统 中的重 要组 成
法 解决 稳定 性 与精 确性 的 矛盾 ， 即使 对 被 控 对 象 整
定 了一组 满 意 的 ＰＤ参 数 ， 当对 象 特 性 发 生 变 化 Ｉ 但 时 也难 以保 持 良好 的控 制 性 能 … ． 此 ， 确 保 各 因 为 种 工况 下均 能优 化运 行 Ｐ Ｄ控 制 ， 与模 糊 、 Ｉ 需 神经 元
用 ， 而 加 快 调 节 速 度 ． 大 微 分 控 制 可 以 增 加 系 统 从 增
的快 速性 和稳 定性 ． 增 大微 分 使 系 统 抗 干扰 的 能 但 力 下降 ． 积分 环节对 偏 差进行 记 忆并 积分 ， 防止 偏差 的 长期存 在 ， 有利 于消 除静 态误 差． 规 Ｐ Ｄ控 制无 常 Ｉ
小， 控制 信号 弱 ， 节 过程 慢 ； ， 制 信 号强 ， 调 Ｋ 大 控 调
节速 度快． Ｋ 但 的增 大 会在 一定 程度 上破 坏系 统 的
动 态 特 性 ． 分 环 节 的 作 用 是 按 偏 差 的 变 化 速 度 产 微
生 调节作 用 ， 因为 偏 差 在 刚形 成 时 有 较 大 的 控制 作
文 章 编 号 ：０ ２—５ ３ ２ １ ） ５—０ ７ １０ ６ ４（ ０ １ ０ ０ １—０ ３
现 代 水 轮 发 电 机 调 速 策 略 的 发 展
高 庆 敏 ，王 利 平 ，孟 繁 为 ，蔡 宇 飞
（ 北 水 利 水 电学 院 ， 南 郑 州 ４ ０ １ ） 华 河 ５ ０ １
摘 要 ： 论 了水 轮 机 调 速 器 ＰＤ控 制 、 讨 Ｉ 自适 应 控 制 和几 种 智 能控 制 及 非 线 性 鲁 棒 控 制 的 优 缺 点 ， 出 了 神 经 指 网 络 控 制 、 糊 控 制 和 ＰＤ 控 制 相 结 合 可 以实 现 ＰＤ控 制 器 参 数 的在 线调 整 ． 对 经 典 的 ＰＤ调 节 ， 用 改 进 模 Ｉ Ｉ 针 Ｉ 利 遗 传 算 法 对 参 数 进 行 了优 化 ， 现 ＰＤ参 数 快 速 调 整 ． 线 性 鲁 棒 控 制 是 针 对 水 轮 发 电 机 组 的 非 线 性 化模 型 实 Ｉ 非 设计的 ， 可有 效 改 善水 电 厂 远 距 离 输 电系 统 的 运 行 安 全 性 ， 高 输 电 系 统 的 传 输 功 率 ． 提 关 键 词 ： 速 器 ； 制 策 略 ；１ 调 控 ＰＤ控 制 ； 定 性 稳
获 得工作 域 内 的最佳 调 节 ． 自适 应 控 制 策 略 是 基 而
于 自适应 控 制方法 和微 分几 何 理论推 导 出 的又一水
轮 机 调 节 控 制 方 法 ， 以 机 组 的 运 行 工 况 点 来 决 定 是
当前 的 ＰＤ控 制参数 ， 过 线性 二 次 型 目标 函 数 最 Ｉ 通 小值 得 到 ＰＤ优 化参 数 ． Ｉ 研 究证 明 ， 自适 应 控 制 可提 高 系 统 的暂 态 稳 定 性． 但在 实际 运行 中 自适应 很少 被应 用 ， 这是 因为 自 适应 控制 理论 研究 进 展较慢 ， 自适应 控制 的稳 定性 、 收敛 性 、 鲁棒 性等 关键 问题 有待 深入 研究 和解 决．
第３ ２卷 第 ５期
２１ ０ １年 ｌ 月 ０
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Ｖｏ ． ２ ＮＯ ５ １３ ．
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