小型水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型及PID控制模型分析
發(fā)布時間:2025-02-08 11:02
本文通過對水力發(fā)電機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,得出當(dāng)前水力發(fā)電機(jī)組廣泛使用的變速恒頻技術(shù)能有效提高水力發(fā)電機(jī)組的效率,并建立了發(fā)電機(jī)組中調(diào)速器模型與水輪機(jī)的數(shù)學(xué)模型,對不同工況下水輪機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡要分析。
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本文編號:4031421
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圖1 水力發(fā)電機(jī)組微機(jī)調(diào)速器傳統(tǒng)函數(shù)圖
一般情況下,傳統(tǒng)水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速由調(diào)流器控制水輪機(jī)導(dǎo)葉調(diào)節(jié),并且要和電網(wǎng)頻率的波動保持一致,其系統(tǒng)中的勵磁系統(tǒng)對水輪機(jī)組轉(zhuǎn)速的影響微乎其微。采用變速水輪機(jī)組能在一定程度上適應(yīng)異步工作的條件,通過控制相位的變化能有效地快速響應(yīng)有功功率的波動,達(dá)到同步條件的能力。表1為統(tǒng)計的世界上已經(jīng)....
圖2 水輪機(jī)三維實體模型
綜合上述各式得出水輪機(jī)的傳遞函數(shù)為:當(dāng)水電機(jī)組的引水系統(tǒng)為剛性水擊時,Gh(s)=-Tws,則水輪機(jī)的傳遞函數(shù)可以寫為:
圖3 水輪機(jī)傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)
式(15)所示為理想型水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型,該數(shù)學(xué)模型能夠滿足水電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)特性仿真的要求。由于式(15)所示的方程中含有一個正零點,因而可以得出水輪機(jī)是一個非最小的相位系統(tǒng)。3結(jié)語
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