[发明专利]采用PI控制调节开度给定的水电机组功率控制方法

说明书

本发明涉及采用PI控制调节开度给定的水电机组功率控制方法，采用闭环控制模式，计算得到开度给定值，输入到调速器，对水电机组的有功功率进行调节；所述控制方法的控制单元包括采样滤波模块、PI调节模块、开度增益转换模块、开度给定计算模块、开度给定输出模块。本发明的机组功率控制方法采用比例积分控制计算得到机组功率给定增益，转化成调速器的开度给定值，相比现有的比例调节脉冲控制机组导叶开度的方法，提高了导叶开度控制模式下的机组有功功率调节速率和调节精度，避免出现较大的超调量；调速系统出现故障时，可切换至开环控制模式，避免监控系统、调速系统故障时机组功率调节失效或误调节。

技术领域

本发明属于水力发电控制领域，具体涉及一种采用PI控制调节开度给定的水电机组功率控制方法。

背景技术

在水电站机组有功功率调节过程中，当调速器处于开度模式，监控系统处于有功闭环模式时，监控系统采用简单比例调节计算出增/减开度的脉冲持续时间及脉冲间隔时间，通过脉冲输出调整调速器的开度给定，如附图1所示。由于有功功率调节存在较大的惯性，当一个调整脉冲发出后，需等待功率调整到位后再发出下一个调整脉冲，因此功率调增到位的时间较长，如果参数整定不到位还会存在较大的超调量。采用脉冲调节的监控系统侧和调速系统侧各有2个继电器，在有功功率调节过程中，继电器动作频繁，如果继电器损坏，监控系统无法判断，不能及时切至有功开环模式，导致有功调节不到位或误调节。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种采用PI控制调节开度给定的水电机组功率控制方法，利用PI调节模块计算得到机组功率给定增益，将功率给定增益转换为开度给定增益并计算得到机组调速器的开度给定值，以提高机组功率调节精度；同时，利用故障判断及处理模块计算开度给定值与采自调速器的开度反馈的偏差，偏差较大时判断出机组调速系统故障，将机组从闭环控制模式切换为开环控制模式，以避免机组功率调节失效或误调节。

本发明的技术方案是采用PI控制调节开度给定的水电机组功率控制方法，所述方法采用闭环控制模式，计算得到开度给定，输入到调速器，对水电机组的有功功率进行调节；所述方法计算开度给定值与采自调速器的开度反馈的偏差，偏差较大时判断出机组调速系统故障，将机组从闭环控制模式切换为开环控制模式。

所述控制方法的控制单元包括采样滤波模块、PI调节模块、开度增益转换模块、开度给定计算模块、开度给定输出模块和故障判断与处理模块。

采样滤波模块，获取机组功率变送器输出的机组有功功率信号，对采集的功率信号进行滤波处理后，将滤波后的有功功率输入PI调节模块。

PI调节模块，利用有功功率设定和滤波后的有功功率进行比例积分运算，得到功率给定增益，输入开度增益转换模块。

开度增益转换模块，将功率给定增益转换为调速器开度给定增益，将得到的调速器开度给定增益输入开度给定计算模块。

开度给定计算模块，根据初始开度给定和开度增益转换模块输出的开度给定增益，计算得到开度给定值。

开度给定输出模块，将开度给定值转换后通过模拟量输出模块送至机组调速器。

故障判断与处理模块，对开度给定值和调速器的开度反馈进行比较，当两者偏差超过限制值后，将闭环控制模式切换为开环控制模式，开度给定取值为调速器的实际开度。

开度给定增益的计算式如下：

式中δ_Oset表示调速器开度给定增益，δ_Pset表示机组功率给定增益，K_H表示机组水头H下机组功率给定增益与开度给定增益的转换系数。

开度给定值的计算式如下：