《水力機組主動控制策略研究》是依託昆明理工大學，由曾雲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水力機組主動控制策略研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾雲
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
依據主動控制的思想，從水力機組結構框架、結構分析和控制設計三方面展開研究。首先構建完整單機運行模擬系統，研究機組各子系統的結構特徵和主導因素。建立水力機組完整單機結構模型，演化得到簡單單機、水電站局部多機結構框架，確立系統結構邊界。其次，以水力機組完整單機系統為核心，採用線性系統的矩陣特徵根分析法研究系統振盪模式和參數敏感性及其隨工況的變化；將系統轉化為廣義哈密頓形式，採用哈密頓系統結構耦合分析理論，研究結構矩陣和阻尼矩陣在系統輸出空間的演化作用機理以及結構參數對系統輸出的影響機理，建立系統結構參數對系統動態輸出影響的分析計算理論。依據結構分析成果，通過結構和阻尼矩陣來修改系統結構特性，採用哈密頓結構修正理論設計控制來等效在暫態過程中結構的變化，實現水力機組的主動控制。套用主動控制評價理論分析機組主動控制的相關問題，建立相應的分析計算理論和方法。開展部份真機試驗研究，分析和檢驗理論。
結題摘要
本項目以水力機組運行控制的動力學機理研究為基礎，開展機組的主動控制理論研究。主要研究內容包括：合理提取機組運行控制中的系統結構特徵，建立機組模型結構框架；研究模型結構特性和參數變化與系統主要輸出參數之間的耦合關在線上制及其主導因素；以廣義哈密頓結構修正控制設計理論為主要手段，研究水力機組主動控制實現的相關問題。圍繞研究內容展開項目研究，取得的主要成果如下： （1）在水力機組運行控制中的模型結構特徵研究中，發現問題並開展了針對性的研究，例如：一管多機水力耦合的解耦、帶隧洞調壓井的水力系統多機微分方程建模問題；導水力系統壓力波動特性以及調速側的水壓相位補償控制問題；暫態過程中水輪機內部能量變化細分特性問題；機組軸系振動特徵參數計算提取、軸系振動與機組控制調節的關聯分析問題等。 （2）在水力機組模型結構特性和參數變化與系統主要輸出參數之間的耦合關在線上制研究方面，一是以水力機組廣義哈密頓模型為對象，採用數值計算方法計算哈密頓系統結構元素對輸出動態影響；二是從廣義哈密頓基本模型出發，採用附加結構分解理論研究結構矩陣元素對輸出動態的影響，嘗試建立系統結構元素敏感度的直接計算方法和理論。 （3）基於哈密頓理論的水力機組主動控制實現中的理論和方法研究方面，發現哈密頓結構修正控制設計方法的局限性，提出以哈密頓結構修改方法揭示的控制律局部結構特徵，反演回到微分方程框架下重構控制設計的新方法。利用該方法發現了一些新的具有較強動力學特徵的控制設計方法，例如：發電機直接阻尼注入方法等。（4）在試驗和仿真研究方面，由於真機試驗開展仍然存在不少困難，主要是建立單機和多機運行模擬軟體平台開展仿真研究為主。對試驗研究中的部分問題開展了研究，例如超音波測流精度控制，水輪機功率的間接測量等。 通過本項目研究，揭示水力機組運行控制的動力學特性特徵，豐富和發展了水力機組運行控制理論。
