stfzxt水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)

STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持一．水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性仿二．水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)仿真決策支四．STFZXT-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)的安裝及運(yùn)行六．水輪機(jī)調(diào)節(jié)系九．水輪發(fā)電機(jī)組的水流修正系數(shù)Ky和機(jī)組慣性比STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是水輪機(jī)調(diào)節(jié)理論與技術(shù)、數(shù)字仿真理論與技術(shù)STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是深入學(xué)習(xí)水輪機(jī)調(diào)節(jié)理論與技術(shù)強(qiáng)有力的助手STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是水電站從事水輪機(jī)調(diào)節(jié)的技術(shù)和水輪機(jī)調(diào)STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是高等院校與水輪機(jī)調(diào)節(jié)相關(guān)課程的理想輔助教STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是學(xué)習(xí)、理解、執(zhí)行中民所謂對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，是指在對(duì)被仿真的實(shí)際動(dòng)態(tài)系統(tǒng)工作原理和動(dòng)態(tài)過(guò)程深入分析的基礎(chǔ)上，選擇合適的仿真軟件平臺(tái)，建立相應(yīng)的被仿真的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的模塊模型及系統(tǒng)仿真模型；根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)特定工況和參數(shù)設(shè)定仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，在計(jì)算機(jī)上重現(xiàn)相應(yīng)的被仿真系統(tǒng)實(shí)際動(dòng)態(tài)過(guò)程，輸出目標(biāo)參數(shù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程波形與主要仿真參數(shù)，供使用者對(duì)被仿真的實(shí)際動(dòng)態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)；動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真可以快速、直觀(guān)和經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)對(duì)被仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的仿真，便于有針對(duì)性對(duì)系統(tǒng)的11動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真是一門(mén)以系統(tǒng)科學(xué)、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科理論為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)科學(xué)學(xué)科，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的目的是通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真結(jié)果的觀(guān)察和分析，加深對(duì)被仿真系統(tǒng)工作原理和系統(tǒng)參數(shù)取值對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性影響的理解，搜尋與被仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程特性對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)建立包括非線(xiàn)性環(huán)節(jié)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，可以對(duì)它的靜態(tài)和100%額定負(fù)荷和接力器不動(dòng)時(shí)間等許多在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行或不宜多次重復(fù)進(jìn)行的試驗(yàn)，都可以利用動(dòng)態(tài)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真系對(duì)其進(jìn)行仿真學(xué)程模國(guó)ahos的其高效、直觀(guān)的編程語(yǔ)言，同時(shí)又是以眾多的數(shù)學(xué)和工程函數(shù)為基礎(chǔ)的集數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、應(yīng)用程序界面、圖形處理等功能為一體的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，成為科學(xué)和工程建模過(guò)程中的首選工名字由MATrix(矩陣)和LABoratory()兩個(gè)單詞的前3個(gè)字母合而成，它以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了包括交互式圖形用戶(hù)界面的表述、分析和計(jì)算方法，是當(dāng)代內(nèi)容豐富、功能強(qiáng)大、使用方便、界面直觀(guān)的國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算值得著重的是，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、非線(xiàn)性的、非最小相位系統(tǒng)，在建立數(shù)學(xué)模型的過(guò)程中，又不可避免的忽略一些次要因素和對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，要想用仿真完全準(zhǔn)確地反映水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)際過(guò)程并得到定量的結(jié)論，是十分的；只能從定性的、比較的意義上，對(duì)其進(jìn)行仿真，為實(shí)際工作提供定性的分析及決策支持；對(duì)于一些新的控制規(guī)律，也可以開(kāi)展仿真工作，但是應(yīng)充分認(rèn)識(shí)其局限性，不要根據(jù)其結(jié)果就輕易決策支持系統(tǒng)(DecisionSupportSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)DSS)是協(xié)助使用者通過(guò)系統(tǒng)模型、仿真圖形和原理知識(shí)，以人機(jī)交互方式進(jìn)行的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)是使用者分析問(wèn)題、使用模型、探索機(jī)理和檢驗(yàn)結(jié)果的分析工具，協(xié)助使用者得到解決問(wèn)題、探索新的STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)（HydraulicTurbineRegulatingSimulationandDecisionSupportSystem）是水輪機(jī)調(diào)節(jié)理論與技術(shù)、數(shù)字仿真理論與技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是深入學(xué)習(xí)水輪機(jī)調(diào)節(jié)理論與技術(shù)強(qiáng)有力的助手，是水電站從事水輪機(jī)調(diào)節(jié)的技術(shù)和水輪機(jī)調(diào)速器生產(chǎn)廠(chǎng)家的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試術(shù)助。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由水輪機(jī)控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)組成的閉環(huán)系統(tǒng)。水輪機(jī)控制系統(tǒng)是用于檢測(cè)被控參量與給定參量的偏差，并將它們按一定特性轉(zhuǎn)換成主接力器行程偏差的一些設(shè)備所組成的系統(tǒng)，也可以稱(chēng)為調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)言之，水輪機(jī)控制系統(tǒng)就是包含油壓裝置在內(nèi)的水輪機(jī)調(diào)速器；被控制系統(tǒng)是由水輪機(jī)控制系統(tǒng)控制的系統(tǒng)，它包括水輪機(jī)、引水和泄水系統(tǒng)、裝有電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)及其所并入的電網(wǎng)及負(fù)荷，也可以稱(chēng)為調(diào)節(jié)對(duì)象。所以，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)包含水流、機(jī)械和電氣變量的、復(fù)雜的、非線(xiàn)性的非最小相STFZXT—1輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本理論、工作原理和動(dòng)態(tài)仿真進(jìn)行了系統(tǒng)、深入、全面的分析和研究，詳細(xì)地分析、推導(dǎo)和論證了水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、水輪機(jī)控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性原理及數(shù)學(xué)表達(dá)式，參照了大量的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在水電站的實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)資料，建STFZXT—1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)基械控制系統(tǒng)理論和技術(shù)，建立了水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型，把典型的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系STFZXT—1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系利用水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)，可以對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)建立包括非線(xiàn)性環(huán)節(jié)在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，可以對(duì)它的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、方便、直觀(guān)、迅速的研究，像機(jī)組甩100%（KPKIKDbpTfTgy0kyenPID參數(shù)（P、I、D）進(jìn)行仿真，消除和改善原甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)波形過(guò)程存在的問(wèn)題，求得與改善后甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)波形對(duì)應(yīng)的DPDPIDSTFZXT—1輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)提出并成功實(shí)現(xiàn)了1仿真目標(biāo)參數(shù)的3個(gè)(組)數(shù)值仿真”的仿真策略，也就是說(shuō)，在每次仿真中，采用選擇的1個(gè)(組)仿真目標(biāo)參數(shù)的3個(gè)(組)數(shù)值進(jìn)行，將這3個(gè)仿真的動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真變量波形和全部仿真在1個(gè)仿真圖形中表示。眾所周知，對(duì)應(yīng)1個(gè)(組)仿真目標(biāo)參數(shù)數(shù)值的仿真，只能得到個(gè)孤立的動(dòng)態(tài)過(guò)程；對(duì)應(yīng)2個(gè)(或2組)仿真目標(biāo)參數(shù)數(shù)值的仿真，可以得到對(duì)應(yīng)的互較的2個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程；而對(duì)應(yīng)3個(gè)(組)仿真目標(biāo)參數(shù)數(shù)值的3個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，則為進(jìn)行參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程影響分析，提供了更為形象直觀(guān)的結(jié)果。也就是說(shuō)，采用這樣的仿真策略，可3晰地觀(guān)察和分析單個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的品質(zhì)之外，更能從3中，進(jìn)行比較和分析，得出這個(gè)仿真目標(biāo)參數(shù)數(shù)值增大或減小時(shí)，被仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性性能的變化趨勢(shì)，從而做出較為全面的判斷和結(jié)論，加深對(duì)仿真目標(biāo)參數(shù)的作用機(jī)理及其與其它參數(shù)關(guān)系的認(rèn)識(shí)和理解，從而為我們解決工程實(shí)際問(wèn)題提供直觀(guān)、清晰和快速的決策三．STFZXT—1STFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)建立了仿真模型(Simulation力器不動(dòng)時(shí)間、接力器1關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷、接力23關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷、電網(wǎng)一次-----------------------------------重點(diǎn)提示?仿真軟件版本信STFZXT-1“中W2.20M1(完整W2.20S1(完整版)”)是完整的水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)，共有66個(gè)仿真項(xiàng)目。STFZXT-2(中文W2.20M2(精選版)”或“中W2.20S2(精選版)”)是精選的水輪機(jī)調(diào)節(jié)電網(wǎng)一次調(diào)頻仿真決策支持系統(tǒng)，包含STFZXT-1中除“機(jī)組開(kāi)機(jī)”和STFZXT-3(中文W2.20M3(電網(wǎng)運(yùn)行版)”或“中文W2.20S3(電網(wǎng)運(yùn)行版)”)是水輪機(jī)調(diào)節(jié)“電網(wǎng)一次調(diào)頻”和“孤網(wǎng)運(yùn)行”仿真決策支持系統(tǒng)，共有16個(gè)仿真項(xiàng)目，是STFZXT-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)的子項(xiàng)目。STFZXT-4(中文W2.20M4(一次調(diào)頻版)”或“中文W2.20S4(一次調(diào)頻版))是水輪機(jī)調(diào)節(jié)“電網(wǎng)一次調(diào)頻”仿真決策支持系統(tǒng)，共有9個(gè)仿真項(xiàng)目，是STFZXT-1硬件加密U1）.沒(méi)有硬件加密U盤(pán)為體驗(yàn)版，PID參數(shù)可以修改，Ta,Tw,en,Tf,Tg和不能修改，其它功能與正式版相同2）.硬件加密U盤(pán)為正式版3）.體驗(yàn)版可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)（包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)）上使用，但是，只有硬件加U盤(pán)的計(jì)算機(jī)，才能運(yùn)行正式版計(jì)算機(jī)序1）.沒(méi)有的計(jì)算機(jī)為體驗(yàn)版，PID參數(shù)可以修改，Ta,Tw,en,Tf,Tg和不能修改，其它功能與正式版2）.的計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行正式版3）.體驗(yàn)版可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)（包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)）上使用，但是，只有的筆記本計(jì)?仿真波形仿真系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立放置幫助文件和仿真波形數(shù)據(jù)文件（*.xlsx）文件C:\SDATA\HELP\,仿真波形在子文件夾C:\SDATA\figure\中 HELP文件夾中包含有SFZXT水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)簡(jiǎn)介和8個(gè)仿真大項(xiàng)的共9個(gè)pfHLP：SFA\T11真小項(xiàng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)打開(kāi)該大項(xiàng)目的說(shuō)明書(shū)，如果繼續(xù)在該大項(xiàng)目?jī)?nèi)仿真，則不會(huì)重復(fù)打開(kāi)蓋大項(xiàng)目的說(shuō)明書(shū)；當(dāng)打開(kāi)其它仿真大型大項(xiàng)的仿真小項(xiàng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)打開(kāi)該大項(xiàng)目的說(shuō)明最小值、穩(wěn)定時(shí)tE、峰值時(shí)tM、t0.8、tSR、tE/tM、tSRt0.8P15/PW、W601/W601…。不]?單調(diào)節(jié)和接力器1段關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷仿真（SFH12-3段關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷仿真（SFH2）和孤立電網(wǎng)仿真（XW）設(shè)置了單調(diào)節(jié)/雙調(diào)節(jié)變量K12：K12=1.0為單調(diào)節(jié)，K12=2.0，2.1…3.7,為18K12的數(shù)值加大，非協(xié)聯(lián)狀態(tài)的機(jī)組效率減小加劇。K12khen300?一次調(diào)頻仿真項(xiàng)目設(shè)置了機(jī)組運(yùn)行水頭系數(shù)變量機(jī)組運(yùn)行水頭系數(shù)變量Hcoef=1.0為額定水Hcoef<1.0為低于額定水頭Hcoef>1.0為高于額定水頭。注意不同機(jī)組水頭下的功率反饋和開(kāi)度反饋的一次調(diào)頻特性差異空載擾動(dòng)仿真（）的擾動(dòng)頻率既可以是頻率向上擾動(dòng)（0Hz，52.0Hz→4Hz；（p<0。?動(dòng)態(tài)波形圖（仿真結(jié)果）軟件，還會(huì)自動(dòng)調(diào)整波形圖中文字和變量的行間間距，使得顯示清晰合理?仿真軟件軟人面設(shè)“真”字變，軟使與真軟件的文字通道，其中已經(jīng)有數(shù)個(gè)中文或英文短語(yǔ)供使用者選用，軟件使用者也可以輸入自己想說(shuō)明、強(qiáng)調(diào)、評(píng)價(jià)等中文或英文短語(yǔ)，仿真結(jié)果（仿真動(dòng)態(tài)波形圖）會(huì)顯示使用者?仿真軟件可以有2種顯示模式：完整顯示動(dòng)態(tài)波形和仿真使用的仿真軟件人機(jī)界面上設(shè)置了“仿真參數(shù)顯示變量DS=1：完整顯示動(dòng)態(tài)波形和仿真使用的全部參數(shù)D線(xiàn)和增大坐標(biāo)量的字體。使得當(dāng)使仿真波形圖縮小時(shí)，能使動(dòng)態(tài)波形曲線(xiàn)清晰和不至于出現(xiàn)顯示的仿真參數(shù)無(wú)法看清的問(wèn)題，主要用于使用者將仿真動(dòng)態(tài)波形用作文章或資料的插-----------------------------------重點(diǎn)提示STXTFZ-1STXTFZ-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)是基于軟件對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性進(jìn)行仿真的培訓(xùn)和決策支持系統(tǒng)。它們能對(duì)通常的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系8電站試驗(yàn)項(xiàng)目（機(jī)組開(kāi)機(jī)特性、自動(dòng)工況空載頻率擺動(dòng)特性、空載擾動(dòng)特性、接力器不動(dòng)時(shí)間特性、接力器1段關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷特性、接力器2段和3段關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷特性、電網(wǎng)一次調(diào)頻特性STXTFZ-1STXTFZ-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)從工程實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔、友好的人機(jī)界,,每次仿真僅需(2~5秒;在每1次仿真中,將3個(gè)(組)不同目標(biāo)仿真參數(shù)數(shù)值對(duì)應(yīng)的的動(dòng)態(tài)過(guò)程波形集中于一張示波圖上,果的示波圖中同時(shí)顯示了機(jī)組頻率(f)和接力器開(kāi)度(y),機(jī)組甩負(fù)荷特性還顯示了引水系統(tǒng)水壓(h),仿真結(jié)果的示波圖中列出了仿真參數(shù),圖中的仿真參數(shù)顯示區(qū)，標(biāo)示了仿真采用的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部參數(shù)，在參數(shù)顯示區(qū)的下3個(gè)(組)(開(kāi)機(jī)tSR，t0.8，tSR/(空載頻率波動(dòng)(空載擾動(dòng)(接力器不動(dòng)時(shí)間SFH1(甩負(fù)荷Fm，tM，tE，tE/(小網(wǎng)Fm，tM，tE，tE/(一次調(diào)頻PW，W45，W451，W60，W601，W451/W45W601/W60，P15，P45，P15/PW，P45Fm―動(dòng)態(tài)過(guò)程頻率最大值或最小值tM―動(dòng)態(tài)過(guò)程開(kāi)始至機(jī)組頻率出現(xiàn)最大值或最小值所對(duì)應(yīng)的峰值時(shí)間或谷值時(shí)t0.8―開(kāi)機(jī)過(guò)程開(kāi)始機(jī)組頻率上升至80%額定轉(zhuǎn)速(40Hz)的時(shí)間tE/tm―機(jī)組頻率穩(wěn)定時(shí)間tE與動(dòng)態(tài)過(guò)程中峰值時(shí)間或谷值時(shí)間tm的比值tSR/t0.8―機(jī)組開(kāi)機(jī)過(guò)程開(kāi)始至穩(wěn)定的時(shí)tSR與機(jī)組頻率上升80%額定轉(zhuǎn)速(40Hz)的時(shí)間t0.8的比值；ΔFm―空載頻率波動(dòng)自動(dòng)工況頻率波動(dòng)峰-峰值T(f)―從甩負(fù)荷開(kāi)始至機(jī)組頻率上升0.02%的時(shí)間(s)；W451―電網(wǎng)一次調(diào)頻45秒的機(jī)組實(shí)際電量(相對(duì)值W60―電網(wǎng)一次調(diào)頻60秒的機(jī)組期望電量(相對(duì)值W601―電網(wǎng)一次調(diào)頻60秒的機(jī)組實(shí)際電量(相對(duì)值)；W601/W601―電網(wǎng)一次調(diào)頻60秒機(jī)組的電量貢獻(xiàn)比率P15―電網(wǎng)一次調(diào)頻15秒機(jī)組的功率P45―電網(wǎng)一次調(diào)頻45秒機(jī)組的功率P15/PW―電網(wǎng)一次調(diào)頻15秒機(jī)組的功率與期望功率的P45/PW―電網(wǎng)一次調(diào)頻45秒機(jī)組的功率與期望功率的在相應(yīng)的仿真項(xiàng)目中，均按照或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的動(dòng)態(tài)過(guò)程特性的特征點(diǎn)(特征點(diǎn)(例如Fm、tM、t0.8、tM、PW、P15、P45、tE，tSR…）等等予以標(biāo)注,計(jì)算動(dòng)態(tài)特tER/t0.8…)修改PID參數(shù)以改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)化提供決策支持。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)組單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)特調(diào)節(jié)方式變量K12。僅僅在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的大波組1、組3負(fù)荷和機(jī)組在孤立電網(wǎng)運(yùn)行等工況）仿真中考慮了機(jī)組的單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)特性并使用調(diào)節(jié)方K12。(.=:仿真系統(tǒng)在單調(diào)節(jié)方式運(yùn)行，仿機(jī)界面上的槳葉接力器參數(shù)（槳關(guān)閉時(shí)間Tjf、槳葉開(kāi)啟時(shí)間Tjg和槳葉延遲關(guān)閉時(shí)間Tjys）不起作用，仿真結(jié)果中也不顯示和雙調(diào)節(jié)有關(guān)的=..參數(shù)（TjfTjgTjys。由于槳葉關(guān)閉時(shí)間Tjf和槳葉開(kāi)啟時(shí)間Tjg均明顯分別大于導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)間Tj和導(dǎo)葉開(kāi)Tg所以，雙調(diào)節(jié)機(jī)組在波動(dòng)大的動(dòng)態(tài)過(guò)程中(例如機(jī)組甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程和孤立電網(wǎng)大負(fù)荷變化)的機(jī)組效率，將隨著偏離協(xié)聯(lián)工況的程度而下降，軟件中設(shè)置了18協(xié)聯(lián)特性導(dǎo)致的機(jī)組效率下降的協(xié)聯(lián)特性系數(shù)K12可供選擇；K12的數(shù)值愈大，在同樣偏離協(xié)*單調(diào)節(jié)機(jī)組(K12=1.0，接力器1段關(guān)閉)甩負(fù)荷特性：導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間導(dǎo)葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tg=20.0sTf3=70.0s,12關(guān)閉拐Y12=0.4，23關(guān)閉Y23=0.1。*調(diào)節(jié)機(jī)組(K12=2.5)(接力3段關(guān)閉)甩負(fù)荷特性：；Tf1=12.0s,Tf2=30.0s,Tf3=70.0s,Tg=20.0s；12段關(guān)閉Y12=0.4，23關(guān)閉Y23=0.1。槳葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tjf=30.0s，槳葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tjg=30s。葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tg=30.0s。=.=.Tf=12.0sTg=20.0sTjf=30.0s。PID單調(diào)節(jié)雙調(diào)節(jié)雙調(diào)節(jié)*接力器3段關(guān)閉的單調(diào)節(jié)和雙調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)特性比紅色點(diǎn)畫(huà)波形：?jiǎn)握{(diào)節(jié)，K12=1.0，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關(guān)閉拐點(diǎn)Y12=0.5，23段關(guān)閉拐點(diǎn)Y23=0.2。黑色實(shí)線(xiàn)波形：雙調(diào)節(jié)，K12=2.5，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關(guān)閉拐Y12=0.5，23閉拐Y23=0.2；槳葉接力器關(guān)Tjf=20.0s，槳葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tjg=30s。藍(lán)色雙畫(huà)線(xiàn)波形：雙調(diào)節(jié)，K12=3.0，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關(guān)閉拐Y12=0.5，23關(guān)閉Y23=0.2；槳葉接力器關(guān)閉時(shí)Tjf=20.0s，槳葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tjg=30s。單調(diào)節(jié)雙調(diào)節(jié)雙調(diào)節(jié)中的最高轉(zhuǎn)速數(shù)值fmax“最高轉(zhuǎn)速數(shù)值fmaxTjTf顯著。5z的動(dòng)態(tài)過(guò)程明顯變慢，與單調(diào)節(jié)機(jī)組甩負(fù)荷過(guò)程的機(jī)組頻率穩(wěn)定時(shí)間相比，雙調(diào)節(jié)機(jī)組甩*電網(wǎng)突加20%額定負(fù)荷的單調(diào)節(jié)機(jī)組動(dòng)態(tài)特單調(diào)節(jié)機(jī)組：K1210接力器關(guān)閉時(shí)Tf=10.0s導(dǎo)葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tg=20.0s*電網(wǎng)突加20%額定負(fù)荷的雙調(diào)節(jié)機(jī)組動(dòng)態(tài)特槳葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tjf=30s，槳葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tjg=30s。*電網(wǎng)突減20%額定負(fù)荷的單調(diào)節(jié)機(jī)組動(dòng)態(tài)特單調(diào)節(jié)機(jī)組：K1210接力器關(guān)閉時(shí)Tf=10.0s導(dǎo)葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tg=20.0s*電網(wǎng)突減20%額定負(fù)荷的雙調(diào)節(jié)機(jī)組動(dòng)態(tài)特槳葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tjf=30s，槳葉接力器開(kāi)啟時(shí)間Tjg=30s。槳葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tjf要明顯大于導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間TfTjgTg。所以，在小電網(wǎng)運(yùn)行的雙調(diào)節(jié)機(jī)組，在電網(wǎng)中負(fù)荷變化過(guò)程中的導(dǎo)葉接力器行程和槳葉接力器行程處于非協(xié)聯(lián)狀況，機(jī)組效率下降，使得水輪小電網(wǎng)突然增加負(fù)荷：機(jī)組導(dǎo)葉接力器開(kāi)啟、機(jī)組槳葉接力器開(kāi)啟，但是二者處小電網(wǎng)突然減少負(fù)荷：機(jī)組導(dǎo)葉接力器關(guān)閉、機(jī)組槳葉接力器關(guān)閉，但是二者處仿真波形及其數(shù)據(jù)仿真動(dòng)態(tài)波形顯示的同時(shí),系統(tǒng)還將仿真結(jié)果在c:\figure中,其上標(biāo)注有仿真進(jìn)行的年、月、日、時(shí)、分；仿真波形圖中還有包括相應(yīng)規(guī)定的性能指標(biāo)在內(nèi)據(jù)與仿真波形對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)在c:\SDATA\的相應(yīng)同名子文件夾下仿真項(xiàng)目*.xlsx文件，可以供使用者參考使用仿真數(shù)據(jù)時(shí)間坐標(biāo)和仿真項(xiàng)時(shí)間區(qū)采樣周數(shù)據(jù)總表格變ABCDEKJ(開(kāi)機(jī)TFfyPLBD(空載頻率波動(dòng)TFY(空一TFfy頻TFfy擾動(dòng)上擾/下BDSJ(接力器不動(dòng)時(shí)間Tfy(1段關(guān)閉甩負(fù)荷TFfyH(2-3段關(guān)閉甩負(fù)荷TFfyHXW(小網(wǎng)TFfy(一調(diào)頻一TpY頻上擾/下TpyT―時(shí)間(s)；F―機(jī)組頻率(Hz)；f―機(jī)組頻率(相對(duì)y―接力器行程(相對(duì)值)；H―水壓(相對(duì)值)；P―機(jī)組功率(相對(duì)值STXTFZ-1根據(jù)工程實(shí)際中出現(xiàn)的問(wèn)題,STFZXT-1,于水電站從事水輪機(jī)調(diào)節(jié)的技術(shù)和水輪機(jī)調(diào)速器生產(chǎn)廠(chǎng)家的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試技術(shù)，提供在仿真中對(duì)仿真的動(dòng)態(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性性能指標(biāo)進(jìn)行了分析，并對(duì)其動(dòng)態(tài)性類(lèi)型進(jìn)行了分類(lèi)(遲緩型、良好型、優(yōu)秀型、振蕩型等（接力器不動(dòng)時(shí)間過(guò)程則為優(yōu)秀、良好、合格、不合格)，為如何修改PID參數(shù)以?xún)?yōu)化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能提供了決策支持。中沒(méi)有顯示；針對(duì)具體水電站的某臺(tái)機(jī)組仿真，可以鍵入“[K_I增大的作用]][STXTFZ-1STXTFZ-1PID在仿真中，PID參數(shù)均以比例增益KP、積分增益KI（1/s）和微分增益KD(s)作為設(shè)定戶(hù)使用，仿真報(bào)告中，給出了由KP、KIKDbt、TdTn值。STXTFZ-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)的幫助文檔(HELP，即說(shuō)明在仿真中，能自動(dòng)彈出與當(dāng)時(shí)仿真項(xiàng)目相關(guān)的幫助WORD文檔(C:\SDATA\HELP\)，供使用者參考，STXTFZ-1輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)不再另外提供使用說(shuō)明書(shū)。STFZXT—1水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)組接力器1水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)組接力器2-3STXTFZ-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)的仿真參數(shù)顯在仿真中引入了“仿真參數(shù)顯示選項(xiàng)DS”變量，用于選擇仿真圖形中是否顯示真參數(shù)DS=1：顯示全部仿真動(dòng)態(tài)波形和仿真參數(shù)，適合顯示比 1.0：1.0DS=1(顯示比例DS=1(顯示比例DS<>1坐標(biāo)數(shù)字字體和文字字體，便于使用者將仿真波形圖縮小尺寸，以便用撰寫(xiě)文章的插圖和0.660.66或0.50.5名稱(chēng)的代號(hào)()，例如SFH1(PID)：1段關(guān)閉機(jī)組甩負(fù)荷(PID)。四．STFZXT-1安在限定的計(jì)算機(jī)序列號(hào)的計(jì)算機(jī)上安裝軟件，(用戶(hù)自備，版本為2009b或2011b)。安裝路徑不限①方式1:“Custom”安裝（即選擇性安裝 全部組件，只需要選擇安裝最開(kāi)始的下列2個(gè)組件即可安裝完成后約占用空間93MGB 軟件，對(duì)于“STFZXT-1水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)”的運(yùn)行是必要的②方式2:“Typical”安裝（即全部安裝 安裝完成后，只需要保留下列3個(gè)組件，將其它組件卸載，以節(jié)約磁盤(pán)空間最后 約占用空間(1.1―1.4)GBGB，在程序卸載框的顯示為將隨機(jī)文件SDATA.rar解壓后(內(nèi)含幫助WOND文檔HELP)，置于C盤(pán)仿真系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立放置幫助文件和仿真波形數(shù)據(jù)文件（*xlsx）的文件夾C:\SDATA\HELP\,仿真波形在子文件夾C:\SDATA\figure\中。C:\SDATA\中的文件夾運(yùn)對(duì)于無(wú)背景音樂(lè)的水輪機(jī)調(diào)節(jié)仿真決策支持系統(tǒng)執(zhí)行文件中W2.20M1(完整版)”雙擊***(用戶(hù)名).exeSZT)：仿選擇仿真 *機(jī)組開(kāi)機(jī)特性仿真(KJ)，6個(gè)仿真*機(jī)組空載頻率波動(dòng)特性仿真(PLBD)，8個(gè)仿真*機(jī)組空載擾動(dòng)特性仿真(KZRD)，11個(gè)仿真項(xiàng)目*接力器不動(dòng)時(shí)間特性仿真(BDSJ)，7個(gè)仿真項(xiàng)*接力1段關(guān)閉甩負(fù)荷特性仿真(SFH1)，10真項(xiàng)目*接力2段關(guān)閉甩負(fù)荷特性仿真(SFH2)，8個(gè)仿真項(xiàng)目*電網(wǎng)一次調(diào)頻特性仿真(YCTP)，9個(gè)仿真項(xiàng)目*孤立電網(wǎng)運(yùn)行特性仿真(XW)，7個(gè)仿真項(xiàng)目選擇仿 中的仿真項(xiàng)數(shù)字字符，仿真系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行仿真報(bào)告（波形圖）上會(huì)實(shí)時(shí)顯示仿真界面上各個(gè)仿真變量的仿真時(shí)設(shè)定的數(shù)仿外，以后的仿真報(bào)告（波形）將在點(diǎn)擊“仿真”按鈕后的2~5秒顯示。在仿真中，能自動(dòng)彈出相關(guān)的幫助WORD文檔(C:\SDATA\HELP)，供使用者參考中，與仿真圖形對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)波形數(shù)據(jù)(數(shù)表)在C:\SDATA中五．采用“反向”仿真和決策支持策略，步驟如振蕩型PID參數(shù)優(yōu)化方向。仿真決策支持系統(tǒng)中輸入機(jī)組和水輪機(jī)調(diào)速器的實(shí)際參數(shù)（機(jī)組慣性時(shí)間常Ta、機(jī)組水流時(shí)間常數(shù)Tw、導(dǎo)葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tf和開(kāi)啟時(shí)間Tg、槳葉接力器關(guān)閉時(shí)間Tjf和開(kāi)啟時(shí)間Tjg、導(dǎo)葉接力器空載開(kāi)度y0、調(diào)速器PID參數(shù)KP、KI、KD、永態(tài)差值系數(shù)bp通過(guò)調(diào)節(jié)甩100%負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真波形盡量接近機(jī)組甩100%負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程的錄波曲線(xiàn)。*優(yōu)化調(diào)速器PID參數(shù)：修改調(diào)速器PID參數(shù)，優(yōu)化機(jī)組甩100%負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真波形，直至機(jī)組甩100%負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程的指標(biāo)明顯優(yōu)化并滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)要求。槳式Tf=18.0(s)，導(dǎo)葉開(kāi)啟時(shí)間Tg=8.0(s)，槳葉關(guān)閉時(shí)間Tj=32(s),空載開(kāi)度y0=0.2，甩負(fù)荷前開(kāi)度y=0.92KP=3.2KI=0.22(1/s)，KD=1.0(s)；bt=0.32,Td=14.6(s),Tn=0.32(s)。甩負(fù)荷前接力器開(kāi)度y=0.92。實(shí)測(cè)特性分

電站機(jī)組實(shí)際甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程波值下降到50Hz上升并極為緩慢地趨近50Hz，機(jī)組甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程屬于遲（S型）動(dòng)態(tài)過(guò)程，因而需要恰當(dāng)?shù)剡x擇合適的調(diào)速器PID參數(shù)，大體方向是，是適當(dāng)?shù)丶哟蟊壤齂P和積分增KI（即適當(dāng)?shù)販p小暫態(tài)bt和緩沖時(shí)間Td。曲線(xiàn)（波形）仿真系統(tǒng)擬合甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程波形（tE/調(diào)節(jié)機(jī)組自調(diào)節(jié)系en、水流修正系KY和協(xié)聯(lián)特性系K12，使仿真得到的機(jī)組甩負(fù)荷動(dòng)以上的甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程波形和仿真系統(tǒng)擬合甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程波形極為接近優(yōu)化調(diào)PIDKP=3.3，KI=0.3(1/s)，KD=1.0(s)；修改參數(shù)后仿真系統(tǒng)甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程波形（tE/電站試驗(yàn)1).KI=0.22(1/s)增大為KI=0.3(1/sTd=14.6(s)減小Td=11.0(s)；差值為3.6(s)。 KD=1.0(s)，Tn=0.32(s)增大為T(mén)n=0.3(s)；差值為0.02(sKP=3.3，bt=0.30，差值為0.02在電站參考仿真結(jié)果修改PID參數(shù)，機(jī)組甩負(fù)荷特性明顯改水輪機(jī)是靠自然水能進(jìn)行工作的動(dòng)力機(jī)械。與其它動(dòng)力機(jī)械相比，它具有效率高、成本低、能源可再生、不污染環(huán)境和便于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。絕大多數(shù)水輪機(jī)都用來(lái)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，構(gòu)成水輪發(fā)電機(jī)組。這里所討論的“水輪機(jī)調(diào)節(jié)”是指對(duì)構(gòu)成水輪發(fā)電機(jī)組的水(Hydraulicturbinecontrolsystems)和被控制系統(tǒng)(Controlledsystem)組成的閉環(huán)系統(tǒng)(Closedloopsystem)。水輪控制系統(tǒng)用于檢測(cè)被控參量（轉(zhuǎn)速、功率、水位、流量等）與給定參量的偏差，并將它們按一定特性轉(zhuǎn)換成主接力器(Mainservomotor)程偏差的些設(shè)備所成的系統(tǒng)也可以稱(chēng)調(diào)節(jié)器；水輪機(jī)調(diào)速器(Hydraulicturbines ernor)和指示儀表等組成的一個(gè)或幾個(gè)裝置的總稱(chēng)；從一般意義上講，水輪機(jī)控制系統(tǒng)就是包含油引水和泄水系統(tǒng)、裝有電壓調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)及其所并入的電網(wǎng)及負(fù)荷，也可以稱(chēng)為調(diào)節(jié)對(duì)象。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過(guò)程為：水輪機(jī)控制系統(tǒng)的測(cè)量元件把被控制系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組的頻率f（與其成比例的被控制機(jī)組的轉(zhuǎn)速n、機(jī)組有功功率Pg、機(jī)組運(yùn)行水頭H、水輪機(jī)流量Q等參量測(cè)量出來(lái)，與水輪機(jī)控制系統(tǒng)的頻率給定、功率給定、接力器開(kāi)度給定等定信號(hào)和接力器實(shí)際開(kāi)度等反饋信號(hào)綜合后，由放大校正元件處理后經(jīng)接力器驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)眾所周知，如果系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的輸入控制作用沒(méi)有影響，則這個(gè)系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)(Openloopsystem)。因此，對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入控制量，便有一個(gè)相應(yīng)固定的輸出量與之對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)的控制精度取決于系統(tǒng)參數(shù)的校準(zhǔn)；但是，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)或參數(shù)變化時(shí)，原來(lái)相應(yīng)固定的輸出量就會(huì)變化了；所以，采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是不可能構(gòu)成精確的控制系統(tǒng)引引水和泄 發(fā)電電網(wǎng)、負(fù)被控制系放大校–+–水輪機(jī)控制系統(tǒng)（水輪機(jī)調(diào)速器水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)從上圖可以看出，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出參數(shù)(包括機(jī)組(電網(wǎng))頻率、機(jī)組功率等)對(duì)(Feedbackeffect)；所以，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，水輪機(jī)控制系統(tǒng)(調(diào)速器)自身也是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。輸入信號(hào)與反饋信號(hào)之差稱(chēng)之為誤差，誤差信號(hào)施加在控制器的輸入可以減少系統(tǒng)的誤差，并使系統(tǒng)的輸出量趨于給定值。所以，閉環(huán)系統(tǒng)就是利用反饋來(lái)減小系統(tǒng)的誤差。當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性(Stability)始終是一個(gè)重要問(wèn)題。除去穩(wěn)定問(wèn)題之外，閉環(huán)控制(調(diào)節(jié))系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程及動(dòng)態(tài)品質(zhì)(性能)也是比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜的多；因?yàn)?，閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)，還可能出現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程中超調(diào)(Overshoot)或衰減振蕩(Damplyoscillation)現(xiàn)象。被控制系水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被控制系統(tǒng)是由水輪機(jī)調(diào)速器控制、調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，從調(diào)節(jié)的意義出發(fā)，也可以稱(chēng)之為調(diào)節(jié)對(duì)象或被調(diào)節(jié)對(duì)象。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被控制系統(tǒng)包括引水和泄水水輪機(jī)控制系統(tǒng)是用來(lái)檢測(cè)被控參量（轉(zhuǎn)速、功率、水位、流量等）與給定參量的偏差，并將它們按一定特性轉(zhuǎn)換成主接力器行程偏差的一些設(shè)備所組成的系統(tǒng)。水輪機(jī)調(diào)速器是水輪機(jī)控制系統(tǒng)的主體，水輪機(jī)調(diào)速器是由實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)調(diào)節(jié)及相應(yīng)控制的機(jī)構(gòu)和指示水輪發(fā)電機(jī)組把水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┕I(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)及人民生活等用戶(hù)使用。用戶(hù)在用電過(guò)程中除要求供電安全可靠外，對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量也有十分嚴(yán)格的要求。按我國(guó)電力部50H（赫茲0.2Hz5%~10%2%~3%（頻率（頻率）早期的機(jī)械調(diào)速器和電液調(diào)速器的主要作用是根據(jù)偏離額定值的機(jī)組頻率(euny)或轉(zhuǎn)速(pd)偏差，調(diào)節(jié)水輪機(jī)導(dǎo)葉和輪葉機(jī)構(gòu)，維持機(jī)組水力功率與電力功率平衡，從而使機(jī)組頻率（轉(zhuǎn)速）保持在額定頻率（轉(zhuǎn)速）附近的允許范圍之內(nèi)，這時(shí)的水輪機(jī)調(diào)速器主要是一個(gè)機(jī)組頻率（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)器(Frequency(speed)regulator)。要求。與微機(jī)調(diào)速器發(fā)展、完善和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，水電廠(chǎng)自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC、電是通過(guò)電網(wǎng)AGC統(tǒng)AGC統(tǒng)，來(lái)控制水電機(jī)組的水輪機(jī)調(diào)速器及火電機(jī)組的調(diào)速當(dāng)機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器的主要控制作用為：電網(wǎng)一次調(diào)頻的頻率調(diào)節(jié)器和電網(wǎng)二次調(diào)頻及電網(wǎng)負(fù)荷頻率控制的功率控制器。所以，原來(lái)所說(shuō)的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能有了增加和擴(kuò)展：在完成水輪機(jī)頻率（轉(zhuǎn)速）的調(diào)節(jié)任務(wù)的同時(shí)，還與電網(wǎng)AGC系統(tǒng)和電廠(chǎng)AGC的范圍，除包含了原來(lái)的機(jī)組頻率(轉(zhuǎn)速)AGCGC綜上所述，水輪機(jī)調(diào)速器的主要任務(wù)可以歸納如下調(diào)節(jié)并維機(jī)組頻率額定頻率近，網(wǎng)頻率，被控機(jī)組盡快同期并入電網(wǎng)運(yùn)行①控制的水輪發(fā)電機(jī)組并入大電網(wǎng)運(yùn)行，水輪機(jī)調(diào)速器根據(jù)電網(wǎng)規(guī)定完成電網(wǎng)一調(diào)頻的任務(wù).被控制的水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)帶負(fù)荷或在小電網(wǎng)中運(yùn)行，水輪機(jī)調(diào)速器的任務(wù)是調(diào)③.被控制的水輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)節(jié)被控制機(jī)組到空載狀態(tài)運(yùn)行在被控制的水輪發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器作為被控機(jī)組的功率節(jié)在被控制的水輪發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，水輪機(jī)調(diào)速器接收并完成電網(wǎng)調(diào)度通電網(wǎng)AGC系統(tǒng)和電廠(chǎng)AGC系統(tǒng)下達(dá)的機(jī)組給定功率的指令，調(diào)節(jié)水輪機(jī)組有功功率，滿(mǎn)電計(jì)機(jī)系的一下協(xié)成控組開(kāi)停、增水輪機(jī)調(diào)節(jié)的實(shí)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方Jdd

M

J——機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性矩（kg·m2n——機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（rad/sn——機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)速度（rminMt——水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩（N·mMg——發(fā)電機(jī)負(fù)荷阻力矩（負(fù)載轉(zhuǎn)矩）（N·m值的條件是d 0，即要求MM，否則就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速(頻率)相對(duì)于額定值持續(xù)升d 高或降低，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速(頻率)偏差；在以后的分析中可以看到，由于水輪發(fā)電機(jī)組具有水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系數(shù)t(ex)和發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系數(shù)g的特性，使得水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為MQHt /s（mt——水輪機(jī)效率——水的密度（kg/m3導(dǎo)水機(jī)構(gòu)開(kāi)度（從而調(diào)節(jié)水輪機(jī)Q）和水輪機(jī)輪葉的角度（從而調(diào)節(jié)水輪機(jī)效率tMtMg，才能使機(jī)組在一個(gè)允許的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（頻率）下運(yùn)行。從這個(gè)意義上講，水水輪機(jī)過(guò)水管道的水流慣性特性，通常用水流慣性時(shí)間Tw來(lái)表述。水流慣性時(shí)間常數(shù)(Waterinertiatimeconstant)是在額定工況下的表征過(guò)水管道中水流慣性的特征時(shí)間。水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw的表達(dá)式見(jiàn)式(9)。(1水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw的物理概念是：在額定水頭Hr作用下，過(guò)水管道內(nèi)的流量由0加大至額定流量Qr所需要的時(shí)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)，調(diào)標(biāo)是減小水輪機(jī)力矩，但是由于引水系統(tǒng)水流、水流動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能、水輪機(jī)工作壓力短時(shí)上升，而導(dǎo)致水輪機(jī)力矩有短時(shí)段的增大；反之，當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)啟時(shí)，調(diào)標(biāo)是增大水輪機(jī)力矩，但是由于引水系統(tǒng)水流加速而導(dǎo)致水輪機(jī)力矩有短時(shí)段的降低。所以，當(dāng)水輪機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生與控制目標(biāo)相反的逆向調(diào)節(jié)。隨著水輪機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)啟或關(guān)閉速度的增大，動(dòng)態(tài)過(guò)程中的逆向調(diào)節(jié)效應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和響應(yīng)特性會(huì)帶來(lái)十分不利的影響。通常所說(shuō)的水輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械慣性，可用機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta來(lái)表述。機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)(Unitinertiatimeconstantunitaccelerationconstant)是機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)量矩與額定轉(zhuǎn)矩之比。機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的表達(dá)式見(jiàn)式(11)和式(12).機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的物理概念是：在額定力矩Mr作用下，機(jī)組轉(zhuǎn)速n0上升至額定轉(zhuǎn)nr所需要的時(shí)間；這使得對(duì)于一個(gè)階躍輸入信號(hào)，機(jī)組轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)過(guò)程具有明95%的時(shí)間3Ta98%的時(shí)間4Ta；例如，Ta=10s95t0.95≈30s，到達(dá)變化差98%的時(shí)間t0.98≈40s。4).后的空載、孤立電網(wǎng)運(yùn)行、以轉(zhuǎn)速控制和功率控制并列于大電網(wǎng)運(yùn)行、水位和/為了水輪發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的安全運(yùn)行，要求水輪機(jī)調(diào)速器具有高可靠性，因此水輪機(jī)調(diào)速器必需在其工作電源后，仍然能靠的能源可靠地關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)需要很大的動(dòng)力，因此，絕大多數(shù)水輪機(jī)調(diào)速器必需采用機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且采能手動(dòng)水輪機(jī)調(diào)在水輪機(jī)調(diào)節(jié)的初期，水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制是由操作手動(dòng)控制完成的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期對(duì)被控制系統(tǒng)特性的認(rèn)識(shí)和手動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，隨著機(jī)械技術(shù)、技術(shù)、電氣技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等的出現(xiàn)及應(yīng)用，才逐步使水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)成為的水輪機(jī)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；即使在現(xiàn)在，手動(dòng)控制仍然是水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一種必備的操作方式。所以，了解水電站值班手動(dòng)控制水輪機(jī)組的轉(zhuǎn)速的基本方法，有利于形象地了解水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本工作原理，也有利于形象地了解比例-積分-微分P)手動(dòng)控制的基本原則是：進(jìn)行手動(dòng)水輪機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)，最基本的參數(shù)是水輪發(fā)電機(jī)組的頻率(或轉(zhuǎn)速)，運(yùn)行必須監(jiān)視被控制的水輪發(fā)電機(jī)組的頻率或電網(wǎng)的頻率。當(dāng)頻率大于5Hz5z許的范圍內(nèi)比例操作原操作導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的幅度和速度應(yīng)該近似比例于機(jī)組頻率對(duì)額定頻率（5z）的偏差。例5Hz和5H5z度可小一點(diǎn)、速度可慢一點(diǎn)；而對(duì)于后者，則幅度要大一點(diǎn)、速度要快一點(diǎn)。這實(shí)際上就(ooinl微分(超前在手動(dòng)操作中，不僅要密切觀(guān)察機(jī)組頻率偏離額定值的大小，而且要注意機(jī)組頻率向額定值回復(fù)的速度。例如：當(dāng)機(jī)組頻率由54Hz以較快的速度下降到51Hz時(shí)，雖然它仍然大于50Hz。才(Dervative)積分(微量、精確)操作原在手動(dòng)操作中，當(dāng)機(jī)組頻率已接近額定值的情況時(shí)，操作者就應(yīng)該密切觀(guān)察機(jī)組頻率與額定轉(zhuǎn)速的偏差，緩慢地、微量地開(kāi)啟或關(guān)閉，直到機(jī)組頻率到達(dá)額定轉(zhuǎn)速附近的一個(gè)七．水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PID微機(jī)調(diào)速器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖如下列2個(gè)框圖所示1個(gè)系統(tǒng)是頻率偏差與反饋信號(hào)累加后送到PD（比例－積分－微分）的輸入端；另1系統(tǒng)是頻率偏差信號(hào)直接送到D（比例－微分）的輸入端，頻率偏差與反饋信號(hào)累加后只反饋信號(hào)可以取至D調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的輸出D，也可以取至調(diào)速器接力器的位移反饋信號(hào)y(圖12和圖13中虛線(xiàn)所示)。仿真結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種反饋信號(hào)取法的動(dòng)態(tài)性能（空載擾動(dòng)、甩負(fù)荷…）都是相同的；當(dāng)然，兩者的靜態(tài)特性的轉(zhuǎn)速死區(qū)是有區(qū)別的：從PD調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的輸出D取反饋信號(hào)的系統(tǒng)（圖中的反饋實(shí)線(xiàn)，電液隨動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)沒(méi)有被包含在PD環(huán)節(jié)之內(nèi)，因而PD的積分作用對(duì)電液隨動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)不能起到減少的作用；而對(duì)于從調(diào)速器接力器的位移反饋信號(hào)Y取反饋信號(hào)的系統(tǒng)（圖2和圖3中的反饋虛線(xiàn)，電液隨動(dòng)系統(tǒng)被包含在PD環(huán)節(jié)之內(nèi)，ID環(huán)節(jié)的積分可以起到減少電液隨動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)對(duì)微測(cè) 1 機(jī) 1g頻

fKKD1T1v

1Ty1Ty (功率11

+bp+bp(

y–yf1

機(jī) 死g頻

PID型微機(jī)調(diào)速器結(jié)構(gòu)圖f fy微 轉(zhuǎn) y1Ty+K1Ty+11

·1T1v + bbp(

1–

·1

PID型微機(jī)調(diào)速器結(jié)構(gòu)圖若永態(tài)差值系數(shù)bp為零，則得到PID調(diào)節(jié)器輸出yPID對(duì)其輸入頻差f的傳遞函數(shù)為

K1 K F

K I

1DS

K1KS

（取T

K I D 式中，YPID(S)——接力器行程yPID的拉斯變換；F(S)——機(jī)組頻率f的拉斯換比較上列公式，可以得到PID型調(diào)速器的比例增益KP、積分增益KI、微分增益KD加速度-緩沖型調(diào)速器的暫態(tài)差值系數(shù)bt、緩沖時(shí)間常數(shù)Td、加速度時(shí)間常數(shù)Tn這兩套節(jié)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)KTdTn1b b t t KIb t K bb PTKP P K K ItT DKb DtK PID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特性如下圖yyCEKFHDBGIDA0OtPID調(diào)節(jié)器的階躍輸入響應(yīng)特所以，D型調(diào)速器和加速度-緩沖型調(diào)速器都是比例-積分-微分)可以稱(chēng)為并聯(lián)型D結(jié)構(gòu)，后者則為串聯(lián)型D結(jié)構(gòu)。由于D型調(diào)速器和加速度-緩沖型調(diào)速器的傳遞函數(shù)一樣，它們的調(diào)節(jié)規(guī)律和效果是一樣的。現(xiàn)在的微機(jī)調(diào)速器均采用并聯(lián)型根據(jù)上列公式，可以方便地在2種參數(shù)間換算。例如，已知KP=2.5、KI=0.25(1/sKD=1.25s，則易得bt≈0.4、Td=10s和Tn=0.5s用 以KPKIKD給參數(shù))，以bt、Td、Tn的形式給參數(shù)水輪發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(KP、KI、K1K2KK4K5K6K7K1是頻率給定階躍信號(hào)投入/K2（頻率信號(hào)投入/閉環(huán)/開(kāi)環(huán)K3/K4/K5（前饋信號(hào)投入/切除開(kāi)關(guān)；K6是功率/K7是調(diào)節(jié)器導(dǎo)葉開(kāi)度/接力器實(shí)際開(kāi)度反饋信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)的不同位置及其組合，可以構(gòu)成水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不同工況的仿真模型。當(dāng)然，由于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)各種工況的差異性很大，最好是對(duì)于不同工況使用的模型，有時(shí)甚至對(duì)于一種工況采用幾個(gè)不同的模型，以滿(mǎn)足特殊工況和仿真目標(biāo)參數(shù)的要求。水輪發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(bt、Td、九．水輪發(fā)電機(jī)組的水流修正系數(shù)Ky、水壓修正系數(shù)Kh和機(jī)組慣性比率(UnitInertiaRatio)RI機(jī)組自調(diào)節(jié)系數(shù)en和機(jī)組慣性比率GB/T9652.1-2007《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》規(guī)定的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)適用工作條件中關(guān)于“水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta”有下列條款：“3.3對(duì)比例積分微分（PID）型調(diào)速器，水輪機(jī)引水系統(tǒng)的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw不4s對(duì)比例積分（PI）型調(diào)速器，水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw不大2.5s。水流慣性時(shí)間常Tw與機(jī)組慣性時(shí)間Ta的比值不大于0.4。反擊式機(jī)組Ta4s，沖擊式機(jī)組的Ta不小于2s《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》規(guī)定的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)，是有限制條件的。上述關(guān)于水輪機(jī)引水系統(tǒng)的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值和水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的比值的限制，主要是針對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性做出的規(guī)定。眾所周知，機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta和水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw的數(shù)值，對(duì)于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的品質(zhì)起著重要的作用；但是，對(duì)于“水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)a未流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta比值的大小，對(duì)于水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性品質(zhì)的影TaTw數(shù)值的影響。慣性時(shí)間常數(shù)Ta比值對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性品質(zhì)的影響。水輪發(fā)電機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta和機(jī)組自調(diào)節(jié)系數(shù) GD2nTa r M 水輪發(fā)電機(jī)組慣性Ta的表達(dá)式為T(mén)a=(GD2nr2/3580Pr(1-4)和式(1-5))。值得的是，由水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)和制造單位提供的水輪發(fā)電機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta值，是指在機(jī)組額定轉(zhuǎn)速和額定功率時(shí)的數(shù)值。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，在不同的機(jī)組實(shí)際轉(zhuǎn)速和實(shí)際功率工況下，其數(shù)值應(yīng)該加以修正。但是，對(duì)于一個(gè)機(jī)組轉(zhuǎn)速和功率變化范圍較大的動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)說(shuō)(例如機(jī)組甩負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程)，如果要對(duì)不同機(jī)組工況，使用修正后的水輪發(fā)電機(jī)數(shù)Ta是十分繁瑣和的。被控制系統(tǒng)自調(diào)節(jié)系數(shù)en(Controlledsystemself-regulationcoefficient)是在取轉(zhuǎn)速點(diǎn)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系eg與水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系數(shù)et之差t，這是一個(gè)靜態(tài)參數(shù)。之所以稱(chēng)之為自調(diào)節(jié)系數(shù)，是因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)速(頻率)節(jié)系數(shù)的作用是抑制轉(zhuǎn)速(頻率)的升高；當(dāng)轉(zhuǎn)速(頻率)降低時(shí)，自調(diào)節(jié)系數(shù)的作用是抑制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系數(shù)eg(Transmissioncoefficientofgeneratorloadtorquetospeed)又稱(chēng)發(fā)電機(jī)負(fù)載自調(diào)節(jié)系數(shù)(Generatorloadself-regulationcfiin)，是在規(guī)定的電網(wǎng)負(fù)載情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩相對(duì)偏差值與轉(zhuǎn)速相對(duì)偏差值的關(guān)系曲線(xiàn)在所取轉(zhuǎn)速點(diǎn)的斜率；水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)速的傳遞系數(shù)et(Transmissioncoefficientofturbinetorquetospeed)又稱(chēng)水輪機(jī)自調(diào)節(jié)系數(shù)(Turbineself-regulationcoefficient)，是水頭和主接力器行程恒定時(shí)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)矩相對(duì)偏差值Δp與機(jī)組轉(zhuǎn)速相對(duì)偏差值Δn(等于機(jī)組頻率相對(duì)偏差值Δf)en=Δp/Δn=Δp/Δfen但是，到目前為止，我們很難知道在某種工況下機(jī)組自調(diào)節(jié)系數(shù)en的數(shù)值。而且，水輪發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，機(jī)組自調(diào)節(jié)系數(shù)en的數(shù)值也是在變化的。機(jī)組自調(diào)節(jié)系數(shù)Ta的影響。水輪發(fā)電機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw、水流修正系數(shù)Ky和水壓修正系數(shù)值得的是，由水電站設(shè)計(jì)單位提供的水輪發(fā)電機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw值，是指在機(jī)組額定下，其數(shù)值應(yīng)該加以修正。但是，對(duì)于一個(gè)機(jī)組運(yùn)行水頭和機(jī)組功率變化范圍較大的機(jī)組來(lái)說(shuō)，如果要對(duì)不同的機(jī)組運(yùn)行工況，使用修正后的水輪發(fā)電機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw瑣和。數(shù)Y頭H和Tw對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響。水輪發(fā)電機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw的表達(dá)式為T(mén)w=ΣLV/gH水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與引水系統(tǒng)各個(gè)分段的水流流速V成正比、與機(jī)組運(yùn)行水頭H成反比。值得著重的是，電站設(shè)計(jì)單位(水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院)提供的機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw，是在機(jī)組額定工況(機(jī)組額定運(yùn)行水頭Hr和機(jī)組額定功pr)下的數(shù)值。機(jī)組不同的運(yùn)行水頭H和機(jī)組功率p不同，實(shí)際起作用的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值也是不同的。水電站試驗(yàn)資料和仿真結(jié)果表明，特別是水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響程對(duì)于機(jī)組運(yùn)行水H變化大的水輪發(fā)電機(jī)組，最小運(yùn)行水頭下的較好的調(diào)速器比例增益KP和積分增益KI的數(shù)值，要分別明顯小于最大運(yùn)行水頭下的較好的調(diào)速器比例增益KP和積分增益KI的數(shù)值。其原因就是，機(jī)組運(yùn)行水頭不同，實(shí)際起作用的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw1水流修正系數(shù)(WaterCorrectingCoefficient水流修正系數(shù)是一個(gè)在水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真中使用的系數(shù)，其作用為：修正水流慣性特性仿真模型與實(shí)際水流慣性特性之間的誤差，補(bǔ)償機(jī)組實(shí)際運(yùn)行水頭和機(jī)組實(shí)際功率對(duì)應(yīng)的水流慣性特性，與機(jī)組額定運(yùn)行水頭和機(jī)組額定功率對(duì)應(yīng)的水流慣性特性之間的差異，使得仿真采用的水流慣性特性仿真模型得到的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，能夠在一定KY。水流修正系數(shù)KY與機(jī)組運(yùn)行水頭H機(jī)組運(yùn)行水頭H大于機(jī)組額定水頭①.由于機(jī)組運(yùn)行水頭H大于機(jī)組額定水頭Hr，這將使得此時(shí)的水流慣性時(shí)間常數(shù)數(shù)值小于機(jī)組額的工況的數(shù)值②.由于機(jī)組運(yùn)行水頭H大于機(jī)組額定水頭Hr，機(jī)組流量Q小于機(jī)組額定水頭下的流量Qr，因而引水系統(tǒng)各段水流的流速V都分別小于機(jī)組額定水頭的流速Vr，這也將使得此時(shí)的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值小于機(jī)組額的工況的數(shù)值。所以，機(jī)組運(yùn)行水頭H大于機(jī)組額定水頭Hr時(shí)，對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)起實(shí)際作用的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值，比機(jī)組額定水頭下的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值要小。應(yīng)該使用較小的水流修正系數(shù)KY。機(jī)組運(yùn)行水頭H小于機(jī)組額定水頭①.由于機(jī)組運(yùn)行水頭H小于機(jī)組額定水頭Hr，這將使得此時(shí)的水流慣性時(shí)間常數(shù)數(shù)值大于機(jī)組額的工況的數(shù)值②.由于機(jī)組運(yùn)行水頭H小于機(jī)組額定水頭Hr，機(jī)組流量Q大機(jī)組額定水頭下的流量Qr，因而引水系統(tǒng)各段水流的流速V都分別大機(jī)組額定水頭的流速Vr，這也將使得此時(shí)的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值大于機(jī)組額的工況的數(shù)值。所以，機(jī)組運(yùn)行水頭H小于機(jī)組額定水頭Hr時(shí)，對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)起實(shí)際作用的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值，比機(jī)組額定水頭下的水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw數(shù)值要大。應(yīng)該使用較大的水流修正系數(shù)KY。水流修正系數(shù)KY與機(jī)組負(fù)荷p機(jī)組負(fù)荷p小(例如機(jī)組空載)，機(jī)組流量Q小、引水系統(tǒng)各段水流流速V小，應(yīng)該使用較小的水流修正系數(shù)KY。機(jī)組負(fù)荷p大(例如機(jī)組甩100%額定負(fù)荷)，機(jī)組流量Q大、引水系統(tǒng)各段水流流速V大，應(yīng)該使用較大的水流修正系數(shù)KY。所以，在其它條件相同時(shí)，機(jī)組甩100%額定負(fù)荷工況仿真的水流修正系數(shù)KY數(shù)值，應(yīng)該大于機(jī)組空載擾動(dòng)工況仿真的水流修正系數(shù)KY數(shù)值。我們?cè)谒啓C(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真模型中，采用了水流修正系數(shù)Ky的變量，可以選擇不同的水流修正Ky的數(shù)值，來(lái)反映上述機(jī)組運(yùn)行水頭變化和機(jī)組負(fù)荷對(duì)機(jī)組云動(dòng)態(tài)特性的Ky的數(shù)值，來(lái)微量改變機(jī)組轉(zhuǎn)速(頻率)和引水系統(tǒng)水壓動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)的形態(tài)，在一定程度上修正或補(bǔ)償機(jī)組運(yùn)行水頭變化對(duì)水輪發(fā)Tw的影響。水壓修正系數(shù)Kh是用再機(jī)組甩負(fù)荷仿真項(xiàng)目時(shí)，修正蝸殼水壓仿真動(dòng)態(tài)波形機(jī)組慣性(UnitInertiaGB/T9652.1-2007《水輪機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)條件》中規(guī)定了“靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)適用鑒于“水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的比值”對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的重要作用。作者提出用“機(jī)組慣性比率RI”來(lái)描述“水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣2機(jī)組慣性比率(UnitInertia機(jī)組慣性比率是水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的比值，它反映了機(jī)組水流RI (4-式中：RI—水輪發(fā)電機(jī)組慣性比率，簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)組慣性比率(UnitInertiaRatio我們?cè)谝院蟮拿恳淮畏抡嬷校鶕?jù)仿真使用的機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw和機(jī)間常Ta的數(shù)值，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的機(jī)組慣性比率RI的數(shù)值，并顯示在仿真結(jié)果中，以便于讀者加深機(jī)組慣性比率RI這個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)并逐漸形成對(duì)機(jī)組慣性比率RI數(shù)量上的概念。理論分析和仿真結(jié)果表明，水輪發(fā)電機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta和水輪發(fā)電機(jī)組水流慣性時(shí)等于水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw與水輪發(fā)電機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta的比值。統(tǒng)計(jì)資料表明，與不同類(lèi)型的水輪機(jī)構(gòu)成的水輪發(fā)電機(jī)組對(duì)應(yīng)的機(jī)組慣性比率RI=Tw/Ta也有不同的特點(diǎn)。機(jī)組慣性比率RI的數(shù)據(jù)。從表中的有關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，混流式機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)Ta慣性時(shí)間常數(shù)Ta和機(jī)組水流慣性時(shí)間常數(shù)Tw平均值計(jì)算的機(jī)組慣性比率RI平均值為0.183。水電站RI123456789 12345678 123456789下表給出了若干使用燈泡貫流式水輪機(jī)TaTw值計(jì)算器的機(jī)組慣性比率RI平均值為：0.856。 1234567在對(duì)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行的每一次仿真我們都采用1個(gè)(或1組)仿真目標(biāo)參數(shù)的個(gè)(或3組)數(shù)值進(jìn)行。這樣我們可以在其它參數(shù)相同的條件下，得到3個(gè)(或3組)仿真目標(biāo)參數(shù)數(shù)值的仿真結(jié)果，除了能清晰地觀(guān)察和分析單個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的品質(zhì)之外，更能從比較的基于對(duì)眾多水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料和仿真結(jié)果的整理和分析，水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動(dòng)(水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載頻率擾組甩100%額定負(fù)荷和孤立電網(wǎng)運(yùn)行后的典型動(dòng)態(tài)過(guò)程的形態(tài)，劃分為遲緩型(SlowType，以下簡(jiǎn)稱(chēng)S型(遲緩型))、優(yōu)良型(BetterType，以下簡(jiǎn)稱(chēng)S型(優(yōu)良型))和振蕩型(OscillatoryType，以下簡(jiǎn)稱(chēng)O型)等3個(gè)有代表性的典型動(dòng)態(tài)過(guò)程，以便于進(jìn)一步研究水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)擾動(dòng)型動(dòng)態(tài)過(guò)程的機(jī)理和同一個(gè)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載頻率擾動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程和機(jī)組甩100%額定負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程是密切相關(guān)的，也就是說(shuō)，具有S型(遲緩型)、B型(優(yōu)良型)或O型空載擾動(dòng)特性的系統(tǒng)，一般也會(huì)具有與之對(duì)應(yīng)相同的S型(遲緩型)、B型(優(yōu)良型)或O型的機(jī)組甩100%額定負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性。例如，如果一個(gè)具有S節(jié)系統(tǒng)空載頻率擾動(dòng)特性的系統(tǒng)，那么其機(jī)組甩100%額定負(fù)荷特性有極大可能也是S型(遲緩型)動(dòng)態(tài)特性。這種有關(guān)聯(lián)特性為我們?cè)陔娬具x取調(diào)速器PID提供了有效的途徑，因?yàn)樵谒娬粳F(xiàn)場(chǎng)，不可能進(jìn)行多次機(jī)組甩100%額定負(fù)荷的試驗(yàn)們?cè)诳蛰d頻率擾動(dòng)試驗(yàn)通過(guò)選擇調(diào)速器的PID參數(shù)，使其具有B型(優(yōu)良型)的空載頻率擾動(dòng)特性，從而就選擇了機(jī)組甩100%額定負(fù)荷時(shí)使用的調(diào)速器的PID參數(shù)。水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)組 100%額定負(fù)荷動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真結(jié)水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載頻率擾動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)孤立電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真S遲緩型(SlowType))動(dòng)態(tài)過(guò)擾動(dòng)方接力器行程y運(yùn)動(dòng)特機(jī)組頻率f運(yùn)動(dòng)特參數(shù)選擇特機(jī)組甩負(fù)荷S緩紅色點(diǎn)畫(huà)或者是接力器關(guān)閉到接力器空緩慢趨近，機(jī)組頻率穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)比例增KP和/或積分增KI取機(jī)組空載擾S型(遲緩紅色點(diǎn)線(xiàn)而緩慢的形態(tài)趨近于接力器擾比例增KP和/或積分增KI取孤立電網(wǎng)運(yùn)S型(遲緩紅色點(diǎn)線(xiàn)積分增KI取值過(guò)小和/或比例KP過(guò)小和搭配不RIB優(yōu)良型(BetterType))動(dòng)態(tài)過(guò)擾動(dòng)方接力器行程y運(yùn)動(dòng)特機(jī)組頻率f運(yùn)動(dòng)特參數(shù)選擇特B機(jī)組甩負(fù)荷(黑色實(shí)接力器關(guān)閉到接近接力器或者從接力器在關(guān)閉至全關(guān)位個(gè)小的超過(guò)接力器空載開(kāi)度的載開(kāi)度機(jī)組頻率調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間比例增益KP和/值合理和搭配恰B良機(jī)組空載擾行程到達(dá)擾動(dòng)后穩(wěn)定值的速度者出現(xiàn)一個(gè)很小的超過(guò)接力器行程穩(wěn)定值的過(guò)調(diào)值并迅速地現(xiàn)一個(gè)很小的超過(guò)機(jī)率穩(wěn)定值的過(guò)調(diào)值并比例增益KP和/值合理和搭配恰到達(dá)接力器行程穩(wěn)定地到達(dá)機(jī)組頻率穩(wěn)定機(jī)組頻率調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間B型接力器運(yùn)動(dòng)幅度適中，出電網(wǎng)頻率從谷值(或峰值向穩(wěn)定值恢復(fù)的速度適比例增益KP或積分增益KI孤立電網(wǎng)運(yùn)地趨近于穩(wěn)定開(kāi)度，接力中，在出現(xiàn)一個(gè)很小值合理行動(dòng)態(tài)特穩(wěn)定時(shí)間短率超調(diào)量后，電網(wǎng)頻當(dāng)(黑色實(shí)單調(diào)而快速地趨近穩(wěn)率，電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)穩(wěn)O振蕩型(OscillatoryType))動(dòng)態(tài)過(guò)擾動(dòng)方接力器行程y運(yùn)動(dòng)特機(jī)組頻率f運(yùn)動(dòng)特參數(shù)選擇特機(jī)組甩負(fù)荷O蕩(藍(lán)色虛線(xiàn)從接力器從關(guān)閉至完全關(guān)慢地穩(wěn)定于接力器空載開(kāi)度定于機(jī)組額定頻率頻率調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)比例增益KP和/值過(guò)大和搭配不機(jī)組空載擾O(藍(lán)色虛線(xiàn)震蕩形態(tài)趨近于接力器擾動(dòng)后時(shí)間長(zhǎng)調(diào)和震蕩現(xiàn)象，機(jī)組調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)比例增益KP和/值過(guò)大和搭配不孤立電網(wǎng)運(yùn)O(藍(lán)色虛線(xiàn)而緩慢的形態(tài)趨近于接力器穩(wěn)定開(kāi)度，接力器調(diào)節(jié)穩(wěn)定時(shí)間向穩(wěn)定值恢復(fù)的速度過(guò)穩(wěn)定頻率，電網(wǎng)頻率穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)過(guò)大和/或比例十一.水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)常用英文名水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)hydraulicturbineregulatingsystem水輪機(jī)控制系統(tǒng)hydraulicturbinecontrolsystems被控制系統(tǒng)controlledsystem隨動(dòng)系統(tǒng)servo-調(diào)速 電(氣))調(diào)速器electric- 微機(jī)調(diào)速 puter 雙調(diào)整調(diào)速器double 比例-積分-微分調(diào)速器proportional-integral- 測(cè)速裝speedsensing測(cè)頻單frequency人工死區(qū)單artificialdeadbandmodule電液轉(zhuǎn)換器electro-hydraulicconverter電液伺electro-hydraulicservo-valve電液比例（方向）electro-hydraulicproportionaldirectional主配壓maindistributingvalvecontrol（機(jī)械）開(kāi)度限制機(jī)mechanical)opening電氣開(kāi)度限制單electricalopening轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)speedadjustingmechanismspeed功率給定單元powersetting頻率給定單frequencysetting接力中間接力器pilot主接力器main導(dǎo)葉接力器guidevane向流器runnerbladejetdeflector/cutindeflector]協(xié)聯(lián)裝combination分段關(guān)閉裝stepclosing自動(dòng)運(yùn)automatic手動(dòng)運(yùn)行manual限負(fù)荷運(yùn)limitedload孤立運(yùn)isolated并聯(lián)運(yùn)parallel空載運(yùn)no-loadoperationidling帶負(fù)荷運(yùn)行l(wèi)oad甩負(fù)荷load穩(wěn)定狀態(tài)steady小波動(dòng)狀態(tài)；小瞬變smalloscillationconditionsmalltransient大波動(dòng)狀態(tài)；大瞬變largeoscillationconditionlargetransient型式試驗(yàn)type