[发明专利]一种抽水蓄能机组导叶关闭规律双目标优化方法及系统

摘要

本发明提出一种基于双目标优化的抽水蓄能机组双目标导叶关闭优化方法及系统，具体为：采集初始时刻的机组转速、蜗壳水击压力；建立抽水蓄能机组过渡过程仿真模型，模型输出为机组转速、蜗壳水击压力，模型输入是导叶关闭规律；在控制参数和目标函数约束条件下，以双目标优化函数为目标，迭代求解抽水蓄能机组过渡过程仿真模型，获得最优控制参数。本发明同时优化转速指标和水击压力指标，单次求解优化模型即可获得关闭规律优化方案集，该方法充分反应了目标的对立特性，显著提高了导叶关闭规律的优化效率。

主权项

1.一种抽水蓄能机组导叶关闭规律双目标优化方法，其特征在于，该方法具体为：(1)采集初始时刻的机组转速n(0)、蜗壳水击压力Hwk(0)；(2)建立抽水蓄能机组过渡过程仿真模型，模型输出为机组转速n(k)、蜗壳水击压力Hwk(k)，模型输入是导叶关闭规律a(k)，k＝1,…,T为总迭代次数；所述导叶关闭规律采用三段式导叶关闭规律，该关闭规律的控制参数包括：第一段关闭时长t1、第二段关闭时长t2、第三段关闭时长t3、第一段导叶开度相对变化幅度y1、第二段导叶开度相对变化幅度y2，第三段导叶开度相对变化幅度可由y3；(3)以初始时刻的机组转速、蜗壳水击压力为初始值，在控制参数和目标函数约束条件下，以双目标优化函数为目标，迭代求解抽水蓄能机组过渡过程仿真模型，获得最优控制参数即最优导叶关闭规律；所述双目标优化函数为：式中，n＝[n(1),...,n(T)]为机组转速序列,Hwk＝[Hwk(1),...,Hwk(T)]为蜗壳进口处水击压力序列，该目标函数的第一个目标函数obj1min(maxn)为转速最大值最小化，第二个目标函数obj2min(maxHwk)为蜗壳进口处水击压力最大值最小化；所述控制参数约束条件为：控制参数向量θ＝[t1,t2,t3,y1,y2]。式中，时间参数tmin、tmax分别为t1、t2、t3的最小取值和最大取值下界和上界；ymin、ymax分别为开度变化参数的下界和上界；y1+y2+y3＝1  (3)t1+t2+t3＝W  (4)0≤k1、k2、k3≤kmax  (5)控制参数向量θ＝[t₁,t₂,t₃,y₁,y₂]的下边界控制参数向量θ＝[t₁,t₂,t₃,y₁,y₂]的上边界式中，W为导叶关闭时间，k1、k2、k3分别为导叶三段关闭速率，kmax为导叶关闭速率上界；所述目标函数约束条件为：式中，nlim为机组最大瞬态转速上升值，nr为额定转速，Hwk_lim为机组蜗壳进口处最大表压力，max表示取最大值。