水輪發(fā)電機(jī)組最佳開機(jī)規(guī)律研究與實(shí)踐

1、水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期文章編號(hào)：0559-9350 2004 03-0053-07 水輪發(fā)電機(jī)組最佳開機(jī)規(guī)律研究與實(shí)踐 張江濱， 解建倉， 焦尚彬 西安理工大學(xué) 水電學(xué)院，陜西 西安，710048 摘要：本文對常見的水輪發(fā)電機(jī)組開機(jī)規(guī)律進(jìn)行了深入分析比較，指出其存在的問題。在綜合開環(huán)開機(jī)規(guī)律和閉環(huán) 開機(jī)規(guī)律優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了“開環(huán)閉環(huán)”新型開機(jī)模式，解決了開機(jī)過程中的快速性與平穩(wěn)性之間的矛盾，并 且分析研究了調(diào)節(jié)參數(shù)以及測頻信號(hào)有效起始點(diǎn)對開機(jī)過程的影響。在不引入水頭信號(hào)情況下，?庵摯僥芄?很好地處理開機(jī)過程中啟動(dòng)開度設(shè)定問題，在微機(jī)調(diào)速器中

2、以簡單的控制實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)開機(jī)規(guī)律。通過仿真計(jì)算與 電站運(yùn)行證明，效果顯著。 關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組； 最佳開機(jī)規(guī)律； 超調(diào)量； 微機(jī)調(diào)速器 中圖分類號(hào)：tk730.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 水電機(jī)組在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)和事故備用任務(wù)，機(jī)組啟停頻繁，要求水輪機(jī)調(diào)速器必須要具備快速開機(jī)并網(wǎng)控制功能，文獻(xiàn)1對機(jī)組的開機(jī)并網(wǎng)過程已有相應(yīng)的規(guī)定。機(jī)械液壓型調(diào)速器和絕大部分電氣液壓型調(diào)速器開停機(jī)操作借助于機(jī)械開度限制機(jī)構(gòu)，并通過外部的機(jī)組順控線路盤實(shí)現(xiàn)對開限電機(jī)的控制.微機(jī)調(diào)速器和少數(shù)電調(diào)能夠直接接受簡單的開停機(jī)接點(diǎn)指令信號(hào)，由內(nèi)部電氣開度限制實(shí)現(xiàn)機(jī)組開停機(jī)操作。 微機(jī)調(diào)速器經(jīng)過近 20 年發(fā)展已

3、基本成熟，但其開停機(jī)操作一直沿用傳統(tǒng)的控制思路，用開度限制實(shí)現(xiàn)機(jī)組的停機(jī)狀態(tài)到空載調(diào)節(jié)狀態(tài)平穩(wěn)過渡開機(jī)，或強(qiáng)行退出空載調(diào)節(jié)狀態(tài)使機(jī)組開度關(guān)到零停機(jī)。微機(jī)調(diào)速器在接到開機(jī)令后，先將開度限制打到啟動(dòng)開度空載開度稍上， 導(dǎo)葉開度快速跟隨至啟動(dòng)開度，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近給定值（額定轉(zhuǎn)速情況下，pid 自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，使機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在給定值附近。這種開機(jī)過程存在著快速性與平穩(wěn)性之間的矛盾，如果啟動(dòng)開度大，轉(zhuǎn)速上升快，較短時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，但由于自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)滯后，轉(zhuǎn)速升高大；相反地，如果啟動(dòng)開度小，轉(zhuǎn)速上升慢，開機(jī)時(shí)間延長，那么很 2難選擇一個(gè)合適的啟動(dòng)開度。改進(jìn)型開機(jī)規(guī)律采用兩個(gè)啟動(dòng)開度 ， 開機(jī)時(shí)先將開

4、限打到第一啟動(dòng)開度較大，等到轉(zhuǎn)速達(dá)到 90額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將開限打到第二啟動(dòng)開度較小，以限制過快的轉(zhuǎn)速上升速率。同時(shí)為了適應(yīng)水頭變化對空載開度的影響，把水位信號(hào)引入微機(jī)內(nèi)對啟動(dòng)開度進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，在一定程度上緩解了上述矛盾。許多微機(jī)調(diào)速器說明中都具有 “自適應(yīng)開機(jī)”功能，如武漢水電控制設(shè)備公司的 wt_plc 3系列可編程微機(jī)調(diào)速器 、武漢事達(dá)電氣有限公司 bwt/mfwt 系列可編程微機(jī)調(diào)速器等都屬于改進(jìn)型的開機(jī)規(guī)律。但是，這種開機(jī)規(guī)律在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常收不到預(yù)期的效果，因?yàn)閱?dòng)開度的設(shè)定和切換時(shí)刻的選擇帶有任意性，不同機(jī)組的空載開度隨水頭、 效率變化存在一定差異， 加之導(dǎo)水機(jī)構(gòu)死區(qū)和導(dǎo)葉間隙變化

5、，造成開機(jī)參數(shù)的整定很難把握，在機(jī)組運(yùn)行中時(shí)常要人為修改開機(jī)參數(shù)。 上述開機(jī)規(guī)律在開始的較長時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)未參與調(diào)節(jié)，因而稱其為開環(huán)開機(jī)。開環(huán)系統(tǒng)對自身參數(shù)的變化比較敏感，而閉環(huán)控制則能實(shí)現(xiàn)高精度控制，以閉環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)的開機(jī)過程稱為閉環(huán)開 收稿日期：2003-07-15 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助50279041 作者簡介：張江濱1962-，男，陜西涇陽人，副教授，主要從事水利電力自動(dòng)化科學(xué)研究及教學(xué)工作。 53 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期 4機(jī)規(guī)律。閉環(huán)開機(jī)早在電調(diào)中就有采用 ，如武漢長江控制設(shè)備研究所的 jst_100 集成電路

6、式電調(diào)，以及 3近年生產(chǎn)的 dkt_k 系列可編程微機(jī)調(diào)速器 。 閉環(huán)開機(jī)的轉(zhuǎn)速給定值從零到額定轉(zhuǎn)速按一定的變化規(guī)律直線或指數(shù)變化，機(jī)組轉(zhuǎn)速跟蹤給定值變化，不像開環(huán)開機(jī)的轉(zhuǎn)速給定值一開始就為額定轉(zhuǎn)速，文獻(xiàn)5介紹一種模型參考閉環(huán)開機(jī)規(guī)律，頻率給定的變化規(guī)律由參考模型給出。閉環(huán)開機(jī)的前提條件是要能檢測到較低的機(jī)組轉(zhuǎn)速，微機(jī)調(diào)速器原則上能夠測量 1hz 以下的信號(hào)，但為了消除噪聲的影響，殘壓測頻取最低信號(hào)幅值為 0.20.5v，按額定轉(zhuǎn)速下殘壓 12v 折算，實(shí)際上有效最低測量頻率在 525hz，考慮到長期停機(jī)轉(zhuǎn)子剩磁會(huì)減小，設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的裕量，認(rèn)為大于 30hz 信號(hào)才十分可靠。通常閉環(huán)開機(jī)轉(zhuǎn)速

7、給定值一開始上升較快，但此時(shí)卻沒有轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋，等到能檢測到機(jī)組轉(zhuǎn)速時(shí)，導(dǎo)葉可能已開到遠(yuǎn)大于空載開度的位置，之后轉(zhuǎn)速上升很快，將大大超過額定轉(zhuǎn)速。本文綜合了開環(huán)開機(jī)和閉環(huán)開機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，采用“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)規(guī)律，能很好地解決了開機(jī)過程中快速性與平穩(wěn)性之間的矛盾，并已在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。1 “開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)原理 機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)下，調(diào)速器接到開機(jī)命令后，在開度控制方式下，將開度給定設(shè)置為啟動(dòng)開度，頻率給定設(shè)定為 40hz，開度迅速開大到啟動(dòng)開度，當(dāng)頻率上升至 40hz 時(shí)，pid 調(diào)節(jié)自動(dòng)投入，并且頻率給定值開始按設(shè)定規(guī)律從 40hz 自動(dòng)增加到 50hz頻率跟蹤情況下為電網(wǎng)頻率，機(jī)組頻率將

8、比較平穩(wěn)地進(jìn)入到50hz。 當(dāng)啟動(dòng)開度設(shè)定值比空載開度大時(shí)，頻率上升很快，進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)后，比例p、積分i和微分d三部分同時(shí)作用迅速使開度減小，頻率上升速率減緩，之后頻率上升將跟隨頻率給定值上升到 50hz 稍上；當(dāng)啟動(dòng)開度設(shè)定值小于空載開度時(shí)，頻率上升較慢，如果頻率能達(dá)到 40hz 進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)，此時(shí) p、i 和 d三部分同時(shí)作用使開度增大超過啟動(dòng)開度，頻率上升速率加快，之后頻率變化過程與上述相同。 經(jīng)過分析，調(diào)速器啟動(dòng)開度最小值可設(shè)定在空載開度以下40hz 空轉(zhuǎn)對應(yīng)的開度稍上，啟動(dòng)開度最大 5值可設(shè)定在 24 倍空載開度 。 對于水頭變幅較大的機(jī)組，設(shè)定的啟動(dòng)開度取最低水頭下空載

9、開度的 1.2倍，該啟動(dòng)開度能可靠保證進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)階段，而該啟動(dòng)開度一般不會(huì)大于最高水頭下空載開度的 24倍，因而也不需要擔(dān)心機(jī)組過速。 雖然開環(huán)開機(jī)規(guī)律與“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)規(guī)律具有類似的過程，但是開環(huán)開機(jī)進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)時(shí)刻的機(jī)組頻率為 45hz、頻率給定值為 50hz，pid 調(diào)節(jié)一旦投入，必然作用于開大機(jī)組開度，如果啟動(dòng)開度偏大，勢必造成過大的轉(zhuǎn)速上升，必須借助于開度限制關(guān)小開度以限制機(jī)組過速。相反地，如果啟動(dòng)開度偏小，即使能進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)，由于開限控制方式限制了開度增大，使 pid 調(diào)節(jié)作用不能有效發(fā)揮，導(dǎo)致機(jī)組開不起來。而“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)進(jìn)入 pid 調(diào)節(jié)后，頻率給定值從

10、40hz 增加到 50hz 有一段時(shí)間，機(jī)組頻率從40hz 上升到 50hz 也需要一定的時(shí)間，在開度控制方式下，pid 調(diào)節(jié)輸出結(jié)果與開度控制結(jié)果疊加，允許pid 自由調(diào)節(jié)開度大小，機(jī)組頻率從給定值 40hz 開始調(diào)節(jié)，經(jīng)過一段時(shí)間可以保證機(jī)組頻率在給定值 50hz基本達(dá)到穩(wěn)定。2 開機(jī)規(guī)律仿真研究 為了充分說明“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)規(guī)律的正確性，現(xiàn)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算，在圖 1 水輪機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖中，水輪機(jī)為考慮剛性水擊數(shù)學(xué)模型，并取 eg0，ey1.0，ex-0.3，eh1.5，eqy1.0，eqx0eqh0.5，tw1.0s發(fā)電機(jī)為單機(jī)帶負(fù)荷空載數(shù)學(xué)模型，并取 ta5.0s，e

11、g0；調(diào)速器為微分加速度校正的輔助接力器型數(shù)學(xué)模型，調(diào)節(jié)參數(shù)選用斯坦因推薦值：tn0.5tw0.5s，bt1.5tw/ta0.3，td3.0tw3.0s，并取 bp0，ty0.1s。 54 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期 開環(huán)開機(jī)時(shí)，接力器開啟規(guī)律如圖 2 所示。其中 y0 為啟動(dòng)開度，tk 為開機(jī)時(shí)間，接力器開度 y 的拉 圖1 水輪機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖氏變換為 1 y s 2 1 e st0 1 tk s轉(zhuǎn)速 x 的拉氏變換為 1 tw s 1 1 x s gt s g g s y s 1 e st0 2 1 0.5tw s ta s e x t

12、k s 2 閉環(huán)開機(jī)時(shí)，為了分析問題簡單起見，設(shè)轉(zhuǎn)速給定 c 也按直線變化規(guī)律。在 tc 時(shí)間內(nèi)，c 從 0 直線增加到 1，之后保持不變。同樣地，在進(jìn)行適當(dāng)簡化后，可以得到轉(zhuǎn)速 x 的拉氏變換 td s 1 1 tw s 1 x s 1 e st0 ty tc s 2 3 bt td s s 1 1 0.5tw s ta s e x tn s 1td s 1 1 tw s b t 圖2 開環(huán)開機(jī)接力器開啟規(guī)律 圖3 水輪發(fā)電機(jī)組開機(jī)過程模型 55 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期 對式2進(jìn)行反拉氏變換就得出開環(huán)開機(jī)在未投入 pid 調(diào)節(jié)前轉(zhuǎn)速 xt的變

13、化規(guī)律，同樣地，對式3進(jìn)行反拉氏變換就得出閉環(huán)開機(jī)轉(zhuǎn)速 xt的變化規(guī)律。但是進(jìn)行反拉氏變換需要大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算過程，此時(shí)運(yùn)用經(jīng)典控制理論中頻域法進(jìn)行間接分析。圖 1 模型適用于線性小波動(dòng)情況，對于工況變化較大的開機(jī)過程，模型中還需計(jì)入非線性環(huán)節(jié)。但是頻域法對非線性系統(tǒng)分析有局限性。建立系統(tǒng)仿真模型，編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行仿真計(jì)算，能直接得出各變量隨時(shí)間變化過程。仿真模型一般為一階微分方程組，即系統(tǒng)狀態(tài)方程，可由線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)換得到，也可以直接建立描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的一階微分 6方程組，與非線性環(huán)節(jié)代數(shù)方程一起，可構(gòu)成非線性系統(tǒng)仿真模型 。 matlab 語言是目前國際上流行的科學(xué)與工程

14、計(jì)算軟件，具有強(qiáng)大的工具箱函數(shù)，所提供的 simulink可視化圖形模塊對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析十分方便，它可以將使用者從繁瑣的底層編程中解放出來， 7將主要精力花在解決問題上 。圖 3 是采用 simulink 建立的水輪發(fā)電機(jī)組開機(jī)過程模型。其中：接力器開啟時(shí)間 tk4tw4.0s，有效始點(diǎn)頻率 fst0.2fe相當(dāng)于 10hz，空載開度 yk30。在圖 3 中，頻率給定值 c 由階躍輸入 step 和斜波輸入 ramp 通過選擇開關(guān) switch 在不同轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)行組合，開度限制 yl 在不同轉(zhuǎn)速時(shí)由選擇開關(guān) switch1 進(jìn)行切換，轉(zhuǎn)速 x 有效起始點(diǎn)由選擇開關(guān) switch2 進(jìn)行

15、切換。 圖 4 所示為閉環(huán)開機(jī)過程仿真曲線，tc 分別取 0s，15s，30s?？梢钥闯?，不管頻率給定值 c 是快速改變圖 4a，還是慢速改變圖 4c，接力器行程 y 和轉(zhuǎn)速 x 擺動(dòng)都非常劇烈。原因是水擊作用使得機(jī)組出力滯后，機(jī)組慣性使得轉(zhuǎn)速變化滯后，頻率信號(hào)大于 fst 才有，頻率給定 c 還未發(fā)生較大變化時(shí)，接力器已開到很大開度，導(dǎo)致隨后的調(diào)節(jié)過程變化劇烈。 圖 5 所示為開環(huán)開機(jī)過程仿真曲線，用開度限制 yl 設(shè)定啟動(dòng)開度，yl 分別取 60，45，28?？梢钥闯觯S著啟動(dòng)開度的減小，轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間延長，超調(diào)量減小，對于圖 5c啟動(dòng)開度小于空載開度即 ylltyk情況，轉(zhuǎn)速根

16、本達(dá)不到額定值，機(jī)組則不能正常開啟。 圖4 閉環(huán)開機(jī)過程仿真曲線 圖5 開環(huán)開機(jī)過程仿真曲線 圖 6 所示為“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)過程仿真曲線，先用開度控制設(shè)定啟動(dòng)開度，同樣地 yl 分別取 60， 56 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期45，28。開機(jī)時(shí)，頻率給定值 c 設(shè)定為 0.8fe 額定頻率，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到 0.8ne 額定轉(zhuǎn)速后，頻率給定值按 tc30s 的變化斜率上升到額定值。 圖6 “開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)過程仿真曲線 可以看出，轉(zhuǎn)速在上升到 0.8ne 之前的轉(zhuǎn)速變化曲線與開環(huán)開機(jī)過程相同，進(jìn)入閉環(huán)調(diào)節(jié)后，開度變化曲線與開環(huán)開機(jī)過程明顯不同。特別值得注

17、意的是，在閉環(huán)調(diào)節(jié)階段，開度已不受啟動(dòng)開度的限制，能夠進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，從而在啟動(dòng)開度小于空載開度時(shí)，也能將機(jī)組正常開啟。這樣一來，當(dāng)啟動(dòng)開度在較大范圍內(nèi)設(shè)定時(shí)，并不影響機(jī)組的正常開機(jī)，同時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)較小，且大小基本不變。因此，對于水頭變化較大的機(jī)組，啟動(dòng)開度可以以最小水頭下對應(yīng)的最大空載開度為準(zhǔn)，當(dāng)水頭為最大水頭時(shí)，開機(jī)過程也不會(huì)產(chǎn)生過速現(xiàn)象。以上三種開機(jī)過程中的 pid 調(diào)節(jié)參數(shù)是按推薦公式整定的，為了說明調(diào)節(jié)參數(shù)變化對開機(jī)過程的影響，下面采用直接閉環(huán)開機(jī)，轉(zhuǎn)速給定值 c 階躍輸入如圖 4a，現(xiàn)另取三組調(diào)節(jié)參數(shù)，圖 7 給出了仿真曲線。其中在第 3 組調(diào)節(jié)參數(shù)下結(jié)果比較理想，雖然轉(zhuǎn)速上升速率很大

18、，可是轉(zhuǎn)速并沒有超調(diào)，這是因?yàn)闇y頻微分時(shí)間常數(shù) tn 較大的緣故。較大的超前調(diào)節(jié)作用能有效地抑制了轉(zhuǎn)速過調(diào)。另外，要使測頻微分能夠發(fā)揮作用，首先要能夠檢測到頻率信號(hào)。圖 8 給出了有效始點(diǎn)頻率 fst0.4fe，0.6fe，0.8fe 時(shí)的仿真曲線?？梢钥闯?，在 fst0.8fe 時(shí)轉(zhuǎn)速有高達(dá) 20的超調(diào)量。因此，測頻信號(hào)有效起點(diǎn)或 pid 調(diào)節(jié)投入時(shí)刻不能太晚。 1bt0.6，td1.5s，tn1.0s 1fst0.4fe，2fst0.6fe，3fst0.8fe 2bt1.2，td0.75s，tn2.0s 圖8 頻率有效起點(diǎn)變化時(shí)開機(jī)過程仿真曲線 3bt1.8，td0.5s，tn3.0s b

19、t1.8，td0.5s，tn3.0s 圖7 調(diào)節(jié)參數(shù)變化時(shí)開機(jī)過程仿真曲線fst0.2fe3 實(shí)際應(yīng)用 “開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)原理已成功用于陜西省寧強(qiáng)縣臥龍臺(tái)水電站兩臺(tái) ywt_3000 調(diào)速器、云南省永平縣沘江水電站兩臺(tái)電調(diào)改造為 ywt_3000 調(diào)速器以及其他水電站實(shí)際運(yùn)行中。ywt_h 微機(jī)調(diào)節(jié)器采用飛利浦高 57 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期性能微控制器 p87c552 為核心，采用芯片級(jí)電路整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，除開關(guān)電源外，微機(jī)調(diào)節(jié)器僅有主控和顯示兩塊電路板，內(nèi)部基本上取消轉(zhuǎn)接線，具有很高的可靠性和抗干擾能力。在主控電路板上，用光耦代替了傳統(tǒng)的機(jī)

20、組、電網(wǎng)頻率隔離變壓器，用 at89c2051 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的 pwm 電壓調(diào)制式五相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。顯示電路板裝有 led 數(shù)碼管以及指示各種狀態(tài)的發(fā)光二極管，能夠同時(shí)顯示機(jī)組頻率、頻率給定開度給定、實(shí)際開度、限制開度，另有設(shè)置窗口切換顯示各種參數(shù)。調(diào)速器液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為步進(jìn)式機(jī)液隨動(dòng)系統(tǒng)。圖 9 所示為 ywt_h 微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)框圖。 圖9 ywt_h 微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)框圖 ywt_h 微機(jī)調(diào)速器除具備常規(guī)的控制調(diào)節(jié)功能外，還具有開機(jī)頻率跟蹤，手動(dòng)自動(dòng)無擾動(dòng)切換，與上位機(jī)通訊，無信號(hào)保護(hù)，斷電、上電保護(hù)等功能，特別適合于中小型水電站應(yīng)用。ywt_h 微機(jī)調(diào)速器的“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)軟件流程如圖

21、10 所示。4 結(jié) 論 通過上面分析和仿真研究以及應(yīng)用可得到以下結(jié)論： 1.閉環(huán)開機(jī)雖然能夠充分利用轉(zhuǎn)速在開機(jī)過程反饋調(diào)節(jié)作用。 但是閉環(huán)開機(jī)要求調(diào)速器必須能夠測量到很低的機(jī)組轉(zhuǎn)速磁盤測頻，還要求選擇較好的調(diào)節(jié)參數(shù)以及合適的頻率給定變化規(guī)律，而這些往往會(huì)受到實(shí)際條件的限制。 2.廣泛采用的開環(huán)開機(jī)方式，通過開度限制能實(shí)現(xiàn)機(jī)組從停機(jī)狀態(tài)到空載狀態(tài)的平穩(wěn)過渡，安全可靠。但是在空載開度變化較大的情況下，要想得到較好的效果，運(yùn)行操作比較繁瑣，或者控制條件復(fù)雜。3.“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)綜合了開環(huán)開機(jī)和閉環(huán)開機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，先開環(huán)開機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的粗調(diào)，使機(jī)組接近空載運(yùn)行狀態(tài)， 轉(zhuǎn)速信號(hào)可靠有效，進(jìn)入閉環(huán)開機(jī)后，利用自

22、動(dòng)調(diào)節(jié)作用進(jìn)行轉(zhuǎn)速細(xì)調(diào)。在閉環(huán)調(diào)節(jié)過程中轉(zhuǎn)速給定值與實(shí)際轉(zhuǎn)速不會(huì)產(chǎn)生過大 圖 10 “開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)軟件流程圖的偏差，從而不會(huì)引起較大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。4.“開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)過程中不使用電氣開限設(shè)置為運(yùn)行最大值，而采用開度控制方式設(shè)定啟動(dòng)開度，因此在進(jìn)入 pid 閉環(huán)調(diào)節(jié)后，開度不會(huì)受電氣開限的限制。所以， “開環(huán)閉環(huán)”開機(jī)過程既快又穩(wěn)，又能夠適應(yīng)機(jī)組空載開度在較大范圍變化，是一種簡單較理想的開機(jī)控制方式。經(jīng)過多個(gè)實(shí)際電站運(yùn)行，控制效果優(yōu)良。參考文獻(xiàn)： 58 水 利 學(xué) 報(bào) 2004 年 3 月 shuili xuebao 第3期 1 iec61362:1998，guide to specification of hydraulic turbine control systems. 2 魏守平.現(xiàn)代水輪機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)m.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002. 3 王定一等.水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)視與控制m.北京：中國電力出版社，2001. 4 沈祖詒. 水輪機(jī)調(diào)節(jié)第一版m.北京：水利電力出版社，1980. 5 葉魯卿.水力發(fā)電過程控制理論、應(yīng)用與發(fā)展m.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002. 6