[发明专利]一种水轮机调速器PID参数优化方法及系统

摘要

本发明公开了一种水轮机调速器PID参数优化方法及系统，所述方法包括：获得抑制超低频振荡的调速器PID参数优化综合目标函数J，采用优化算法进行优化，找到最优PID参数，使得综合目标函数最小，该方法以频率阶跃响应偏差绝对值积分和调速系统阻尼在所关注的超低频带积分加权后作为优化目标，得到的调速器参数同时兼顾了调速器调节性能和阻尼水平，以解决由调速器负阻尼引起的超低频振荡问题，并兼顾调速器调节的动态品质。

主权项

1.一种水轮机调速器PID参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：获得水轮机调速器PID参数优化综合目标函数J；J＝βJ₁+(1‑β)J₂其中，J₁为反映水轮机调速器调节性能的ITAE指标函数，J₂为反映水轮机调速器阻尼水平的指标函数；β是衡量水轮机调速器调节性能和阻尼水平指标的权重系数，0＜β＜1；采用优化算法对水轮机调速器PID参数进行优化，获得最优PID参数，使得综合目标函数J最小；反映水轮机调速器调节性能的ITAE指标函数J₁为：其中，t表示时间，e(t)为水轮机调速系统频率差值，e(t)＝x(t)‑x_∞，x(t)为调速器、水轮机及发电机组成的闭环调节系统G_闭环在t时刻的阶跃响应值，x_∞为稳态转速偏差，e_n为水轮发电机组综合自调节系数，e_y为水轮机力矩对导叶开度的传递系数，b_p为永态转差系数，x_c为阶跃输入幅度，G_闭环为由调速器、水轮机以及发电机组成的闭环系统的传递函数；反映水轮机调速器阻尼水平指标函数J₂为：其中，D(f)为与频率f相关的函数，f_min、f_max分别为参数优化时提升阻尼水平所关注的频带上、下限；D(f)的计算方式为：其中，K_D(f)为调速器和水轮机组成的开环系统G_开环在频率f的阻尼系数。