水輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)的模擬與實現(xiàn).pdf

1、為了滿足電網(wǎng)質(zhì)量的要求，電力系統(tǒng)對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制以使用戶能夠獲得幅值、相位和頻率穩(wěn)定的電壓。由于電能不能存儲的特性，所以要求用戶消費和電能的生產(chǎn)必須同時進(jìn)行，否則將會出現(xiàn)電壓頻率偏差，影響發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運行，嚴(yán)重時可造成電網(wǎng)解列，所以維持電壓穩(wěn)定顯得尤為重要。電網(wǎng)中電壓的恒定取決于其動力系統(tǒng)。而水輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)作為動力系統(tǒng)的核心設(shè)備承擔(dān)著控制水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速的任務(wù)，在電力系統(tǒng)中具有重要的地位。為了了解電力系統(tǒng)的運行特性并且對其監(jiān)控

2、，大量電力實驗以及新型理論需要在實際電力系統(tǒng)中加以驗證。出于安全性和電力系統(tǒng)可靠性考慮，這些實驗和新型理論在實際電力系統(tǒng)中會受到眾多因素限制，甚至無法實現(xiàn)。電力系統(tǒng)模擬能夠體現(xiàn)電力系統(tǒng)的運行特性，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的運行特性對電力系統(tǒng)的靜態(tài)特性和過渡過程有著很大的影響。水輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)的模擬是電力系統(tǒng)動態(tài)模擬中一個重要環(huán)節(jié)，該套模擬裝置為電力系統(tǒng)的研發(fā)提供了一個高效的平臺。
　　本文首先了解電力系統(tǒng)的水力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)模型，掌握水輪機(jī)

3、及其調(diào)速系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)各個部件的元器件特性，對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。由于水輪機(jī)調(diào)速器具有很多類型，所以在模擬時其數(shù)學(xué)模型眾多，本文選取了兩種系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，并對其中一種模型運用數(shù)模結(jié)合的方法進(jìn)行硬件實現(xiàn)。本文主要內(nèi)容包括一下幾個方面：（1）基于不同結(jié)構(gòu)的調(diào)速器對水輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。（2）用MATLAB軟件對兩種系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離線仿真，并運用轉(zhuǎn)動慣量補償?shù)姆椒▋?yōu)化系統(tǒng)性能，使仿真系統(tǒng)與真實系統(tǒng)相似度更高。（3）