stfzxt水輪機調節(jié)仿真決策支持系統

STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持一．水輪機調節(jié)系統動態(tài)特性仿二．水輪機調節(jié)系統仿真決策支四．STFZXT-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統的安裝及運行六．水輪機調節(jié)系九．水輪發(fā)電機組的水流修正系數Ky和機組慣性比STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是水輪機調節(jié)理論與技術、數字仿真理論與技術STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是深入學習水輪機調節(jié)理論與技術強有力的助手STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是水電站從事水輪機調節(jié)的技術和水輪機調STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是高等院校與水輪機調節(jié)相關課程的理想輔助教STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是學習、理解、執(zhí)行中民所謂對動態(tài)系統進行計算機仿真，是指在對被仿真的實際動態(tài)系統工作原理和動態(tài)過程深入分析的基礎上，選擇合適的仿真軟件平臺，建立相應的被仿真的動態(tài)系統動態(tài)過程的模塊模型及系統仿真模型；根據實際系統特定工況和參數設定仿真系統的結構和參數，在計算機上重現相應的被仿真系統實際動態(tài)過程，輸出目標參數的動態(tài)過程波形與主要仿真參數，供使用者對被仿真的實際動態(tài)系統動態(tài)性能進行綜合分析與評價；動態(tài)系統計算機仿真可以快速、直觀和經濟地實現對被仿真系統動態(tài)行為的仿真，便于有針對性對系統的11動態(tài)系統計算機仿真是一門以系統科學、自動控制理論、計算機科學等多個學科理論為基礎的綜合性技術科學學科，動態(tài)系統計算機仿真的目的是通過對動態(tài)系統仿真結果的觀察和分析，加深對被仿真系統工作原理和系統參數取值對系統動態(tài)特性影響的理解，搜尋與被仿真系統動態(tài)過程特性對應的系統結構和調節(jié)參數，從而實現對被仿真系統動態(tài)性對水輪機調節(jié)系統建立包括非線性環(huán)節(jié)在內的數學模型進行仿真，可以對它的靜態(tài)和100%額定負荷和接力器不動時間等許多在現場無法進行或不宜多次重復進行的試驗，都可以利用動態(tài)系統計算機仿真系對其進行仿真學程模國ahos的其高效、直觀的編程語言，同時又是以眾多的數學和工程函數為基礎的集數據分析、數據可視化、應用程序界面、圖形處理等功能為一體的科學計算平臺，成為科學和工程建模過程中的首選工名字由MATrix(矩陣)和LABoratory()兩個單詞的前3個字母合而成，它以現代計算機軟硬件技術為基礎，建立了包括交互式圖形用戶界面的表述、分析和計算方法，是當代內容豐富、功能強大、使用方便、界面直觀的國際公認的標準計算值得著重的是，水輪機調節(jié)系統是一個復雜的、非線性的、非最小相位系統，在建立數學模型的過程中，又不可避免的忽略一些次要因素和對模型進行簡化，要想用仿真完全準確地反映水輪機調節(jié)系統的實際過程并得到定量的結論，是十分的；只能從定性的、比較的意義上，對其進行仿真，為實際工作提供定性的分析及決策支持；對于一些新的控制規(guī)律，也可以開展仿真工作，但是應充分認識其局限性，不要根據其結果就輕易決策支持系統(DecisionSupportSystem，簡稱DSS)是協助使用者通過系統模型、仿真圖形和原理知識，以人機交互方式進行的計算機應用系統。決策支持系統是使用者分析問題、使用模型、探索機理和檢驗結果的分析工具，協助使用者得到解決問題、探索新的STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統（HydraulicTurbineRegulatingSimulationandDecisionSupportSystem）是水輪機調節(jié)理論與技術、數字仿真理論與技術和計算機軟件技術有機結合的產物。水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是深入學習水輪機調節(jié)理論與技術強有力的助手，是水電站從事水輪機調節(jié)的技術和水輪機調速器生產廠家的現場調試術助。水輪機調節(jié)系統是由水輪機控制系統和被控制系統組成的閉環(huán)系統。水輪機控制系統是用于檢測被控參量與給定參量的偏差，并將它們按一定特性轉換成主接力器行程偏差的一些設備所組成的系統，也可以稱為調節(jié)器，簡言之，水輪機控制系統就是包含油壓裝置在內的水輪機調速器；被控制系統是由水輪機控制系統控制的系統，它包括水輪機、引水和泄水系統、裝有電壓調節(jié)器的發(fā)電機及其所并入的電網及負荷，也可以稱為調節(jié)對象。所以，水輪機調節(jié)系統是一個包含水流、機械和電氣變量的、復雜的、非線性的非最小相STFZXT—1輪機調節(jié)系統的基本理論、工作原理和動態(tài)仿真進行了系統、深入、全面的分析和研究，詳細地分析、推導和論證了水輪機調節(jié)系統、水輪機控制系統和被控制系統的靜態(tài)及動態(tài)特性原理及數學表達式，參照了大量的水輪機調節(jié)系統在水電站的實測動態(tài)實驗資料，建STFZXT—1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統基械控制系統理論和技術，建立了水輪機調節(jié)系統的仿真模型，把典型的水輪機調節(jié)系STFZXT—1水輪機調節(jié)仿真決策支持系利用水輪機調節(jié)仿真決策支持系統，可以對水輪機調節(jié)系統建立包括非線性環(huán)節(jié)在內的數學模型進行仿真，可以對它的動態(tài)特性進行經濟、方便、直觀、迅速的研究，像機組甩100%（KPKIKDbpTfTgy0kyenPID參數（P、I、D）進行仿真，消除和改善原甩負荷動態(tài)波形過程存在的問題，求得與改善后甩負荷動態(tài)波形對應的DPDPIDSTFZXT—1輪機調節(jié)仿真決策支持系統提出并成功實現了1仿真目標參數的3個(組)數值仿真”的仿真策略，也就是說，在每次仿真中，采用選擇的1個(組)仿真目標參數的3個(組)數值進行，將這3個仿真的動態(tài)過程的仿真變量波形和全部仿真在1個仿真圖形中表示。眾所周知，對應1個(組)仿真目標參數數值的仿真，只能得到個孤立的動態(tài)過程；對應2個(或2組)仿真目標參數數值的仿真，可以得到對應的互較的2個動態(tài)過程；而對應3個(組)仿真目標參數數值的3個動態(tài)過程，則為進行參數變化對動態(tài)過程影響分析，提供了更為形象直觀的結果。也就是說，采用這樣的仿真策略，可3晰地觀察和分析單個動態(tài)過程的品質之外，更能從3中，進行比較和分析，得出這個仿真目標參數數值增大或減小時，被仿真系統動態(tài)特性性能的變化趨勢，從而做出較為全面的判斷和結論，加深對仿真目標參數的作用機理及其與其它參數關系的認識和理解，從而為我們解決工程實際問題提供直觀、清晰和快速的決策三．STFZXT—1STFZXT水輪機調節(jié)仿真決策支持系統對水輪機調節(jié)系統建立了仿真模型(Simulation力器不動時間、接力器1關閉機組甩負荷、接力23關閉機組甩負荷、電網一次-----------------------------------重點提示?仿真軟件版本信STFZXT-1“中W2.20M1(完整W2.20S1(完整版)”)是完整的水輪機調節(jié)仿真決策支持系統，共有66個仿真項目。STFZXT-2(中文W2.20M2(精選版)”或“中W2.20S2(精選版)”)是精選的水輪機調節(jié)電網一次調頻仿真決策支持系統，包含STFZXT-1中除“機組開機”和STFZXT-3(中文W2.20M3(電網運行版)”或“中文W2.20S3(電網運行版)”)是水輪機調節(jié)“電網一次調頻”和“孤網運行”仿真決策支持系統，共有16個仿真項目，是STFZXT-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統的子項目。STFZXT-4(中文W2.20M4(一次調頻版)”或“中文W2.20S4(一次調頻版))是水輪機調節(jié)“電網一次調頻”仿真決策支持系統，共有9個仿真項目，是STFZXT-1硬件加密U1）.沒有硬件加密U盤為體驗版，PID參數可以修改，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盤為正式版3）.體驗版可以在多臺計算機（包括臺式計算機）上使用，但是，只有硬件加U盤的計算機，才能運行正式版計算機序1）.沒有的計算機為體驗版，PID參數可以修改，Ta,Tw,en,Tf,Tg和不能修改，其它功能與正式版2）.的計算機才能運行正式版3）.體驗版可以在多臺計算機（包括臺式計算機）上使用，但是，只有的筆記本計?仿真波形仿真系統會自動建立放置幫助文件和仿真波形數據文件（*.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水輪機調節(jié)仿真決策支持系統簡介和8個仿真大項的共9個pfHLP：SFA\T11真小項時，會自動打開該大項目的說明書，如果繼續(xù)在該大項目內仿真，則不會重復打開蓋大項目的說明書；當打開其它仿真大型大項的仿真小項時，會自動打開該大項目的說明最小值、穩(wěn)定時tE、峰值時tM、t0.8、tSR、tE/tM、tSRt0.8P15/PW、W601/W601…。不]?單調節(jié)和接力器1段關閉機組甩負荷仿真（SFH12-3段關閉機組甩負荷仿真（SFH2）和孤立電網仿真（XW）設置了單調節(jié)/雙調節(jié)變量K12：K12=1.0為單調節(jié)，K12=2.0，2.1…3.7,為18K12的數值加大，非協聯狀態(tài)的機組效率減小加劇。K12khen300?一次調頻仿真項目設置了機組運行水頭系數變量機組運行水頭系數變量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。注意不同機組水頭下的功率反饋和開度反饋的一次調頻特性差異空載擾動仿真（）的擾動頻率既可以是頻率向上擾動（0Hz，52.0Hz→4Hz；（p<0。?動態(tài)波形圖（仿真結果）軟件，還會自動調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“真”字變，軟使與真軟件的文字通道，其中已經有數個中文或英文短語供使用者選用，軟件使用者也可以輸入自己想說明、強調、評價等中文或英文短語，仿真結果（仿真動態(tài)波形圖）會顯示使用者?仿真軟件可以有2種顯示模式：完整顯示動態(tài)波形和仿真使用的仿真軟件人機界面上設置了“仿真參數顯示變量DS=1：完整顯示動態(tài)波形和仿真使用的全部參數D線和增大坐標量的字體。使得當使仿真波形圖縮小時，能使動態(tài)波形曲線清晰和不至于出現顯示的仿真參數無法看清的問題，主要用于使用者將仿真動態(tài)波形用作文章或資料的插-----------------------------------重點提示STXTFZ-1STXTFZ-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統是基于軟件對水輪機調節(jié)系統動態(tài)性進行仿真的培訓和決策支持系統。它們能對通常的水輪機調節(jié)系8電站試驗項目（機組開機特性、自動工況空載頻率擺動特性、空載擾動特性、接力器不動時間特性、接力器1段關閉機組甩負荷特性、接力器2段和3段關閉機組甩負荷特性、電網一次調頻特性STXTFZ-1STXTFZ-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統從工程實際出發(fā)，設計了簡潔、友好的人機界,,每次仿真僅需(2~5秒;在每1次仿真中,將3個(組)不同目標仿真參數數值對應的的動態(tài)過程波形集中于一張示波圖上,果的示波圖中同時顯示了機組頻率(f)和接力器開度(y),機組甩負荷特性還顯示了引水系統水壓(h),仿真結果的示波圖中列出了仿真參數,圖中的仿真參數顯示區(qū)，標示了仿真采用的水輪機調節(jié)系統全部參數，在參數顯示區(qū)的下3個(組)(開機tSR，t0.8，tSR/(空載頻率波動(空載擾動(接力器不動時間SFH1(甩負荷Fm，tM，tE，tE/(小網Fm，tM，tE，tE/(一次調頻PW，W45，W451，W60，W601，W451/W45W601/W60，P15，P45，P15/PW，P45Fm―動態(tài)過程頻率最大值或最小值tM―動態(tài)過程開始至機組頻率出現最大值或最小值所對應的峰值時間或谷值時t0.8―開機過程開始機組頻率上升至80%額定轉速(40Hz)的時間tE/tm―機組頻率穩(wěn)定時間tE與動態(tài)過程中峰值時間或谷值時間tm的比值tSR/t0.8―機組開機過程開始至穩(wěn)定的時tSR與機組頻率上升80%額定轉速(40Hz)的時間t0.8的比值；ΔFm―空載頻率波動自動工況頻率波動峰-峰值T(f)―從甩負荷開始至機組頻率上升0.02%的時間(s)；W451―電網一次調頻45秒的機組實際電量(相對值W60―電網一次調頻60秒的機組期望電量(相對值W601―電網一次調頻60秒的機組實際電量(相對值)；W601/W601―電網一次調頻60秒機組的電量貢獻比率P15―電網一次調頻15秒機組的功率P45―電網一次調頻45秒機組的功率P15/PW―電網一次調頻15秒機組的功率與期望功率的P45/PW―電網一次調頻45秒機組的功率與期望功率的在相應的仿真項目中，均按照或行業(yè)標準對動態(tài)特性的動態(tài)過程特性的特征點(特征點(例如Fm、tM、t0.8、tM、PW、P15、P45、tE，tSR…）等等予以標注,計算動態(tài)特tER/t0.8…)修改PID參數以改善系統動態(tài)特性優(yōu)化提供決策支持。水輪機調節(jié)系統機組單調節(jié)和雙調節(jié)動態(tài)特調節(jié)方式變量K12。僅僅在水輪機調節(jié)系統的大波組1、組3負荷和機組在孤立電網運行等工況）仿真中考慮了機組的單調節(jié)和雙調節(jié)特性并使用調節(jié)方K12。(.=:仿真系統在單調節(jié)方式運行，仿機界面上的槳葉接力器參數（槳關閉時間Tjf、槳葉開啟時間Tjg和槳葉延遲關閉時間Tjys）不起作用，仿真結果中也不顯示和雙調節(jié)有關的=..參數（TjfTjgTjys。由于槳葉關閉時間Tjf和槳葉開啟時間Tjg均明顯分別大于導葉關閉時間Tj和導葉開Tg所以，雙調節(jié)機組在波動大的動態(tài)過程中(例如機組甩負荷動態(tài)過程和孤立電網大負荷變化)的機組效率，將隨著偏離協聯工況的程度而下降，軟件中設置了18協聯特性導致的機組效率下降的協聯特性系數K12可供選擇；K12的數值愈大，在同樣偏離協*單調節(jié)機組(K12=1.0，接力器1段關閉)甩負荷特性：導葉接力器關閉時間導葉接力器開啟時間Tg=20.0sTf3=70.0s,12關閉拐Y12=0.4，23關閉Y23=0.1。*調節(jié)機組(K12=2.5)(接力3段關閉)甩負荷特性：；Tf1=12.0s,Tf2=30.0s,Tf3=70.0s,Tg=20.0s；12段關閉Y12=0.4，23關閉Y23=0.1。槳葉接力器關閉時間Tjf=30.0s，槳葉接力器開啟時間Tjg=30s。葉接力器開啟時間Tg=30.0s。=.=.Tf=12.0sTg=20.0sTjf=30.0s。PID單調節(jié)雙調節(jié)雙調節(jié)*接力器3段關閉的單調節(jié)和雙調節(jié)動態(tài)特性比紅色點畫波形：單調節(jié)，K12=1.0，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關閉拐點Y12=0.5，23段關閉拐點Y23=0.2。黑色實線波形：雙調節(jié)，K12=2.5，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關閉拐Y12=0.5，23閉拐Y23=0.2；槳葉接力器關Tjf=20.0s，槳葉接力器開啟時間Tjg=30s。藍色雙畫線波形：雙調節(jié)，K12=3.0，Tf1=12.0s，Tf2=30.0s，Tf3=70.0s，1段和2段關閉拐Y12=0.5，23關閉Y23=0.2；槳葉接力器關閉時Tjf=20.0s，槳葉接力器開啟時間Tjg=30s。單調節(jié)雙調節(jié)雙調節(jié)中的最高轉速數值fmax“最高轉速數值fmaxTjTf顯著。5z的動態(tài)過程明顯變慢，與單調節(jié)機組甩負荷過程的機組頻率穩(wěn)定時間相比，雙調節(jié)機組甩*電網突加20%額定負荷的單調節(jié)機組動態(tài)特單調節(jié)機組：K1210接力器關閉時Tf=10.0s導葉接力器開啟時間Tg=20.0s*電網突加20%額定負荷的雙調節(jié)機組動態(tài)特槳葉接力器關閉時間Tjf=30s，槳葉接力器開啟時間Tjg=30s。*電網突減20%額定負荷的單調節(jié)機組動態(tài)特單調節(jié)機組：K1210接力器關閉時Tf=10.0s導葉接力器開啟時間Tg=20.0s*電網突減20%額定負荷的雙調節(jié)機組動態(tài)特槳葉接力器關閉時間Tjf=30s，槳葉接力器開啟時間Tjg=30s。槳葉接力器關閉時間Tjf要明顯大于導葉接力器關閉時間TfTjgTg。所以，在小電網運行的雙調節(jié)機組，在電網中負荷變化過程中的導葉接力器行程和槳葉接力器行程處于非協聯狀況，機組效率下降，使得水輪小電網突然增加負荷：機組導葉接力器開啟、機組槳葉接力器開啟，但是二者處小電網突然減少負荷：機組導葉接力器關閉、機組槳葉接力器關閉，但是二者處仿真波形及其數據仿真動態(tài)波形顯示的同時,系統還將仿真結果在c:\figure中,其上標注有仿真進行的年、月、日、時、分；仿真波形圖中還有包括相應規(guī)定的性能指標在內據與仿真波形對應的數據自動在c:\SDATA\的相應同名子文件夾下仿真項目*.xlsx文件，可以供使用者參考使用仿真數據時間坐標和仿真項時間區(qū)采樣周數據總表格變ABCDEKJ(開機TFfyPLBD(空載頻率波動TFY(空一TFfy頻TFfy擾動上擾/下BDSJ(接力器不動時間Tfy(1段關閉甩負荷TFfyH(2-3段關閉甩負荷TFfyHXW(小網TFfy(一調頻一TpY頻上擾/下TpyT―時間(s)；F―機組頻率(Hz)；f―機組頻率(相對y―接力器行程(相對值)；H―水壓(相對值)；P―機組功率(相對值STXTFZ-1根據工程實際中出現的問題,STFZXT-1,于水電站從事水輪機調節(jié)的技術和水輪機調速器生產廠家的現場調試技術，提供在仿真中對仿真的動態(tài)過程的動態(tài)特性性能指標進行了分析，并對其動態(tài)性類型進行了分類(遲緩型、良好型、優(yōu)秀型、振蕩型等（接力器不動時間過程則為優(yōu)秀、良好、合格、不合格)，為如何修改PID參數以優(yōu)化系統動態(tài)性能提供了決策支持。中沒有顯示；針對具體水電站的某臺機組仿真，可以鍵入“[K_I增大的作用]][STXTFZ-1STXTFZ-1PID在仿真中，PID參數均以比例增益KP、積分增益KI（1/s）和微分增益KD(s)作為設定戶使用，仿真報告中，給出了由KP、KIKDbt、TdTn值。STXTFZ-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統的幫助文檔(HELP，即說明在仿真中，能自動彈出與當時仿真項目相關的幫助WORD文檔(C:\SDATA\HELP\)，供使用者參考，STXTFZ-1輪機調節(jié)仿真決策支持系統不再另外提供使用說明書。STFZXT—1水輪機調節(jié)系統機組接力器1水輪機調節(jié)系統機組接力器2-3STXTFZ-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統的仿真參數顯在仿真中引入了“仿真參數顯示選項DS”變量，用于選擇仿真圖形中是否顯示真參數DS=1：顯示全部仿真動態(tài)波形和仿真參數，適合顯示比 1.0：1.0DS=1(顯示比例DS=1(顯示比例DS<>1坐標數字字體和文字字體，便于使用者將仿真波形圖縮小尺寸，以便用撰寫文章的插圖和0.660.66或0.50.5名稱的代號()，例如SFH1(PID)：1段關閉機組甩負荷(PID)。四．STFZXT-1安在限定的計算機序列號的計算機上安裝軟件，(用戶自備，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始的下列2個組件即可安裝完成后約占用空間93MGB 軟件，對于“STFZXT-1水輪機調節(jié)仿真決策支持系統”的運行是必要的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個組件，將其它組件卸載，以節(jié)約磁盤空間最后 約占用空間(1.1―1.4)GBGB，在程序卸載框的顯示為將隨機文件SDATA.rar解壓后(內含幫助WOND文檔HELP)，置于C盤仿真系統會自動建立放置幫助文件和仿真波形數據文件（*xlsx）的文件夾C:\SDATA\HELP\,仿真波形在子文件夾C:\SDATA\figure\中。C:\SDATA\中的文件夾運對于無背景音樂的水輪機調節(jié)仿真決策支持系統執(zhí)行文件中W2.20M1(完整版)”雙擊***(用戶名).exeSZT)：仿選擇仿真 *機組開機特性仿真(KJ)，6個仿真*機組空載頻率波動特性仿真(PLBD)，8個仿真*機組空載擾動特性仿真(KZRD)，11個仿真項目*接力器不動時間特性仿真(BDSJ)，7個仿真項*接力1段關閉甩負荷特性仿真(SFH1)，10真項目*接力2段關閉甩負荷特性仿真(SFH2)，8個仿真項目*電網一次調頻特性仿真(YCTP)，9個仿真項目*孤立電網運行特性仿真(XW)，7個仿真項目選擇仿 中的仿真項數字字符，仿真系統會執(zhí)行仿真報告（波形圖）上會實時顯示仿真界面上各個仿真變量的仿真時設定的數仿外，以后的仿真報告（波形）將在點擊“仿真”按鈕后的2~5秒顯示。在仿真中，能自動彈出相關的幫助WORD文檔(C:\SDATA\HELP)，供使用者參考中，與仿真圖形對應的動態(tài)波形數據(數表)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參數優(yōu)化方向。仿真決策支持系統中輸入機組和水輪機調速器的實際參數（機組慣性時間常Ta、機組水流時間常數Tw、導葉接力器關閉時間Tf和開啟時間Tg、槳葉接力器關閉時間Tjf和開啟時間Tjg、導葉接力器空載開度y0、調速器PID參數KP、KI、KD、永態(tài)差值系數bp通過調節(jié)甩100%負荷動態(tài)過程的仿真波形盡量接近機組甩100%負荷動態(tài)過程的錄波曲線。*優(yōu)化調速器PID參數：修改調速器PID參數，優(yōu)化機組甩100%負荷動態(tài)過程的仿真波形，直至機組甩100%負荷動態(tài)過程的指標明顯優(yōu)化并滿足技術標準性能指標要求。槳式Tf=18.0(s)，導葉開啟時間Tg=8.0(s)，槳葉關閉時間Tj=32(s),空載開度y0=0.2，甩負荷前開度y=0.92KP=3.2KI=0.22(1/s)，KD=1.0(s)；bt=0.32,Td=14.6(s),Tn=0.32(s)。甩負荷前接力器開度y=0.92。實測特性分

電站機組實際甩負荷動態(tài)過程波值下降到50Hz上升并極為緩慢地趨近50Hz，機組甩負荷動態(tài)過程屬于遲（S型）動態(tài)過程，因而需要恰當地選擇合適的調速器PID參數，大體方向是，是適當地加大比例KP和積分增KI（即適當地減小暫態(tài)bt和緩沖時間Td。曲線（波形）仿真系統擬合甩負荷動態(tài)過程波形（tE/調節(jié)機組自調節(jié)系en、水流修正系KY和協聯特性系K12，使仿真得到的機組甩負荷動以上的甩負荷動態(tài)過程波形和仿真系統擬合甩負荷動態(tài)過程波形極為接近優(yōu)化調PIDKP=3.3，KI=0.3(1/s)，KD=1.0(s)；修改參數后仿真系統甩負荷動態(tài)過程波形（tE/電站試驗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Tn=0.3(s)；差值為0.02(sKP=3.3，bt=0.30，差值為0.02在電站參考仿真結果修改PID參數，機組甩負荷特性明顯改水輪機是靠自然水能進行工作的動力機械。與其它動力機械相比，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。絕大多數水輪機都用來帶動交流發(fā)電機，構成水輪發(fā)電機組。這里所討論的“水輪機調節(jié)”是指對構成水輪發(fā)電機組的水(Hydraulicturbinecontrolsystems)和被控制系統(Controlledsystem)組成的閉環(huán)系統(Closedloopsystem)。水輪控制系統用于檢測被控參量（轉速、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換成主接力器(Mainservomotor)程偏差的些設備所成的系統也可以稱調節(jié)器；水輪機調速器(Hydraulicturbines ernor)和指示儀表等組成的一個或幾個裝置的總稱；從一般意義上講，水輪機控制系統就是包含油引水和泄水系統、裝有電壓調節(jié)器的發(fā)電機及其所并入的電網及負荷，也可以稱為調節(jié)對象。水輪機調節(jié)系統的工作過程為：水輪機控制系統的測量元件把被控制系統的發(fā)電機組的頻率f（與其成比例的被控制機組的轉速n、機組有功功率Pg、機組運行水頭H、水輪機流量Q等參量測量出來，與水輪機控制系統的頻率給定、功率給定、接力器開度給定等定信號和接力器實際開度等反饋信號綜合后，由放大校正元件處理后經接力器驅動水輪機眾所周知，如果系統的輸出量對系統的輸入控制作用沒有影響，則這個系統是開環(huán)系統(Openloopsystem)。因此，對應于一個輸入控制量，便有一個相應固定的輸出量與之對應，系統的控制精度取決于系統參數的校準；但是，當系統出現擾動或參數變化時，原來相應固定的輸出量就會變化了；所以，采用開環(huán)控制系統是不可能構成精確的控制系統引引水和泄 發(fā)電電網、負被控制系放大校–+–水輪機控制系統（水輪機調速器水輪機調節(jié)系統的結從上圖可以看出，水輪機調節(jié)系統的輸出參數(包括機組(電網)頻率、機組功率等)對(Feedbackeffect)；所以，水輪機調節(jié)系統是一個閉環(huán)系統，水輪機控制系統(調速器)自身也是一個閉環(huán)系統。輸入信號與反饋信號之差稱之為誤差，誤差信號施加在控制器的輸入可以減少系統的誤差，并使系統的輸出量趨于給定值。所以，閉環(huán)系統就是利用反饋來減小系統的誤差。當然，對于一個閉環(huán)調節(jié)系統來說，系統的穩(wěn)定性(Stability)始終是一個重要問題。除去穩(wěn)定問題之外，閉環(huán)控制(調節(jié))系統的動態(tài)過程及動態(tài)品質(性能)也是比開環(huán)系統復雜的多；因為，閉環(huán)調節(jié)系統動態(tài)穩(wěn)定時，還可能出現動態(tài)過程中超調(Overshoot)或衰減振蕩(Damplyoscillation)現象。被控制系水輪機調節(jié)系統的被控制系統是由水輪機調速器控制、調節(jié)的系統，從調節(jié)的意義出發(fā)，也可以稱之為調節(jié)對象或被調節(jié)對象。水輪機調節(jié)系統的被控制系統包括引水和泄水水輪機控制系統是用來檢測被控參量（轉速、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換成主接力器行程偏差的一些設備所組成的系統。水輪機調速器是水輪機控制系統的主體，水輪機調速器是由實現水輪機調節(jié)及相應控制的機構和指示水輪發(fā)電機組把水能轉變?yōu)殡娔芄┕I(yè)、農業(yè)、商業(yè)及人民生活等用戶使用。用戶在用電過程中除要求供電安全可靠外，對電網電能質量也有十分嚴格的要求。按我國電力部50H（赫茲0.2Hz5%~10%2%~3%（頻率（頻率）早期的機械調速器和電液調速器的主要作用是根據偏離額定值的機組頻率(euny)或轉速(pd)偏差，調節(jié)水輪機導葉和輪葉機構，維持機組水力功率與電力功率平衡，從而使機組頻率（轉速）保持在額定頻率（轉速）附近的允許范圍之內，這時的水輪機調速器主要是一個機組頻率（轉速）調節(jié)器(Frequency(speed)regulator)。要求。與微機調速器發(fā)展、完善和廣泛應用的同時，水電廠自動發(fā)電控制系統（AGC、電是通過電網AGC統AGC統，來控制水電機組的水輪機調速器及火電機組的調速當機組并入大電網運行時，水輪機調速器的主要控制作用為：電網一次調頻的頻率調節(jié)器和電網二次調頻及電網負荷頻率控制的功率控制器。所以，原來所說的水輪機調節(jié)系統的功能有了增加和擴展：在完成水輪機頻率（轉速）的調節(jié)任務的同時，還與電網AGC系統和電廠AGC的范圍，除包含了原來的機組頻率(轉速)AGCGC綜上所述，水輪機調速器的主要任務可以歸納如下調節(jié)并維機組頻率額定頻率近，網頻率，被控機組盡快同期并入電網運行①控制的水輪發(fā)電機組并入大電網運行，水輪機調速器根據電網規(guī)定完成電網一調頻的任務.被控制的水輪發(fā)電機組單機帶負荷或在小電網中運行，水輪機調速器的任務是調③.被控制的水輪發(fā)電機組甩負荷時，水輪機調速器調節(jié)被控制機組到空載狀態(tài)運行在被控制的水輪發(fā)電機組并入電網運行時，水輪機調速器作為被控機組的功率節(jié)在被控制的水輪發(fā)電機組并入電網運行時，水輪機調速器接收并完成電網調度通電網AGC系統和電廠AGC系統下達的機組給定功率的指令，調節(jié)水輪機組有功功率，滿電計機系的一下協成控組開停、增水輪機調節(jié)的實水輪發(fā)電機組轉動部分的運動方Jdd

M

J——機組轉動部分的慣性矩（kg·m2n——機組轉動角速度（rad/sn——機組轉動速度（rminMt——水輪機轉矩（N·mMg——發(fā)電機負荷阻力矩（負載轉矩）（N·m值的條件是d 0，即要求MM，否則就會導致機組轉速(頻率)相對于額定值持續(xù)升d 高或降低，從而出現轉速(頻率)偏差；在以后的分析中可以看到，由于水輪發(fā)電機組具有水輪機轉矩對轉速的傳遞系數t(ex)和發(fā)電機負載轉矩對轉速的傳遞系數g的特性，使得水輪機轉矩表達式為MQHt /s（mt——水輪機效率——水的密度（kg/m3導水機構開度（從而調節(jié)水輪機Q）和水輪機輪葉的角度（從而調節(jié)水輪機效率tMtMg，才能使機組在一個允許的穩(wěn)定轉速（頻率）下運行。從這個意義上講，水水輪機過水管道的水流慣性特性，通常用水流慣性時間Tw來表述。水流慣性時間常數(Waterinertiatimeconstant)是在額定工況下的表征過水管道中水流慣性的特征時間。水流慣性時間常數Tw的表達式見式(9)。(1水流慣性時間常數Tw的物理概念是：在額定水頭Hr作用下，過水管道內的流量由0加大至額定流量Qr所需要的時在動態(tài)過程中，當水輪機導葉關閉時，調標是減小水輪機力矩，但是由于引水系統水流、水流動能轉變?yōu)閯菽?、水輪機工作壓力短時上升，而導致水輪機力矩有短時段的增大；反之，當水輪機導葉開啟時，調標是增大水輪機力矩，但是由于引水系統水流加速而導致水輪機力矩有短時段的降低。所以，當水輪機導葉開啟或關閉時，都會產生與控制目標相反的逆向調節(jié)。隨著水輪機導葉開啟或關閉速度的增大，動態(tài)過程中的逆向調節(jié)效應增強，對系統的動態(tài)穩(wěn)定和響應特性會帶來十分不利的影響。通常所說的水輪發(fā)電機組的機械慣性，可用機組慣性時間常數Ta來表述。機組慣性時間常數(Unitinertiatimeconstantunitaccelerationconstant)是機組在額定轉速時的動量矩與額定轉矩之比。機組慣性時間常數Ta的表達式見式(11)和式(12).機組慣性時間常數Ta的物理概念是：在額定力矩Mr作用下，機組轉速n0上升至額定轉nr所需要的時間；這使得對于一個階躍輸入信號，機組轉速的動態(tài)過程具有明95%的時間3Ta98%的時間4Ta；例如，Ta=10s95t0.95≈30s，到達變化差98%的時間t0.98≈40s。4).后的空載、孤立電網運行、以轉速控制和功率控制并列于大電網運行、水位和/為了水輪發(fā)電機組和電網的安全運行，要求水輪機調速器具有高可靠性，因此水輪機調速器必需在其工作電源后，仍然能靠的能源可靠地關閉水輪機導水機構調節(jié)需要很大的動力，因此，絕大多數水輪機調速器必需采用機械執(zhí)行機構，并且采能手動水輪機調在水輪機調節(jié)的初期，水輪發(fā)電機組的轉速控制是由操作手動控制完成的。經過長期對被控制系統特性的認識和手動控制經驗的總結，隨著機械技術、技術、電氣技術、計算機技術、自動控制技術等的出現及應用，才逐步使水輪機調節(jié)系統成為的水輪機閉環(huán)自動調節(jié)系統；即使在現在，手動控制仍然是水輪機調節(jié)系統的一種必備的操作方式。所以，了解水電站值班手動控制水輪機組的轉速的基本方法，有利于形象地了解水輪機調節(jié)系統的基本工作原理，也有利于形象地了解比例-積分-微分P)手動控制的基本原則是：進行手動水輪機調節(jié)時，最基本的參數是水輪發(fā)電機組的頻率(或轉速)，運行必須監(jiān)視被控制的水輪發(fā)電機組的頻率或電網的頻率。當頻率大于5Hz5z許的范圍內比例操作原操作導水機構的幅度和速度應該近似比例于機組頻率對額定頻率（5z）的偏差。例5Hz和5H5z度可小一點、速度可慢一點；而對于后者，則幅度要大一點、速度要快一點。這實際上就(ooinl微分(超前在手動操作中，不僅要密切觀察機組頻率偏離額定值的大小，而且要注意機組頻率向額定值回復的速度。例如：當機組頻率由54Hz以較快的速度下降到51Hz時，雖然它仍然大于50Hz。才(Dervative)積分(微量、精確)操作原在手動操作中，當機組頻率已接近額定值的情況時，操作者就應該密切觀察機組頻率與額定轉速的偏差，緩慢地、微量地開啟或關閉，直到機組頻率到達額定轉速附近的一個七．水輪機調節(jié)系統的PID微機調速器簡化結構圖如下列2個框圖所示1個系統是頻率偏差與反饋信號累加后送到PD（比例－積分－微分）的輸入端；另1系統是頻率偏差信號直接送到D（比例－微分）的輸入端，頻率偏差與反饋信號累加后只反饋信號可以取至D調節(jié)環(huán)節(jié)的輸出D，也可以取至調速器接力器的位移反饋信號y(圖12和圖13中虛線所示)。仿真結果及現場試驗結果表明，兩種反饋信號取法的動態(tài)性能（空載擾動、甩負荷…）都是相同的；當然，兩者的靜態(tài)特性的轉速死區(qū)是有區(qū)別的：從PD調節(jié)環(huán)節(jié)的輸出D取反饋信號的系統（圖中的反饋實線，電液隨動系統的死區(qū)沒有被包含在PD環(huán)節(jié)之內，因而PD的積分作用對電液隨動系統的死區(qū)不能起到減少的作用；而對于從調速器接力器的位移反饋信號Y取反饋信號的系統（圖2和圖3中的反饋虛線，電液隨動系統被包含在PD環(huán)節(jié)之內，ID環(huán)節(jié)的積分可以起到減少電液隨動系統的死區(qū)對微測 1 機 1g頻

fKKD1T1v

1Ty1Ty (功率11

+bp+bp(

y–yf1

機 死g頻

PID型微機調速器結構圖f fy微 轉 y1Ty+K1Ty+11

·1T1v + bbp(

1–

·1

PID型微機調速器結構圖若永態(tài)差值系數bp為零，則得到PID調節(jié)器輸出yPID對其輸入頻差f的傳遞函數為

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)——機組頻率f的拉斯換比較上列公式，可以得到PID型調速器的比例增益KP、積分增益KI、微分增益KD加速度-緩沖型調速器的暫態(tài)差值系數bt、緩沖時間常數Td、加速度時間常數Tn這兩套節(jié)參數之間的對應關KTdTn1b b t t KIb t K bb PTKP P K K ItT DKb DtK PID調節(jié)器的階躍輸入響應特性如下圖yyCEKFHDBGIDA0OtPID調節(jié)器的階躍輸入響應特所以，D型調速器和加速度-緩沖型調速器都是比例-積分-微分)可以稱為并聯型D結構，后者則為串聯型D結構。由于D型調速器和加速度-緩沖型調速器的傳遞函數一樣，它們的調節(jié)規(guī)律和效果是一樣的。現在的微機調速器均采用并聯型根據上列公式，可以方便地在2種參數間換算。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)，以bt、Td、Tn的形式給參數水輪發(fā)電機組仿真系統結構圖(KP、KI、K1K2KK4K5K6K7K1是頻率給定階躍信號投入/K2（頻率信號投入/閉環(huán)/開環(huán)K3/K4/K5（前饋信號投入/切除開關；K6是功率/K7是調節(jié)器導葉開度/接力器實際開度反饋信號選擇開關。這些開關的不同位置及其組合，可以構成水輪機調節(jié)系統的不同工況的仿真模型。當然，由于水輪機調節(jié)系統各種工況的差異性很大，最好是對于不同工況使用的模型，有時甚至對于一種工況采用幾個不同的模型，以滿足特殊工況和仿真目標參數的要求。水輪發(fā)電機組仿真系統結構圖(bt、Td、九．水輪發(fā)電機組的水流修正系數Ky、水壓修正系數Kh和機組慣性比率(UnitInertiaRatio)RI機組自調節(jié)系數en和機組慣性比率GB/T9652.1-2007《水輪機控制系統技術條件》規(guī)定的靜態(tài)及動態(tài)特性指標適用工作條件中關于“水流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數Ta”有下列條款：“3.3對比例積分微分（PID）型調速器，水輪機引水系統的水流慣性時間常數Tw不4s對比例積分（PI）型調速器，水流慣性時間常數Tw不大2.5s。水流慣性時間常Tw與機組慣性時間Ta的比值不大于0.4。反擊式機組Ta4s，沖擊式機組的Ta不小于2s《水輪機控制系統技術條件》規(guī)定的靜態(tài)及動態(tài)特性指標，是有限制條件的。上述關于水輪機引水系統的水流慣性時間常數Tw數值和水流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數Ta的比值的限制，主要是針對水輪機調節(jié)系統的動態(tài)特性做出的規(guī)定。眾所周知，機組慣性時間常數Ta和水流慣性時間常數Tw的數值，對于水輪機調節(jié)系統動態(tài)特性的品質起著重要的作用；但是，對于“水流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數a未流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數Ta比值的大小，對于水輪機調節(jié)系統動態(tài)特性品質的影TaTw數值的影響。慣性時間常數Ta比值對系統動態(tài)特性品質的影響。水輪發(fā)電機組慣性時間常數Ta和機組自調節(jié)系數 GD2nTa r M 水輪發(fā)電機組慣性Ta的表達式為Ta=(GD2nr2/3580Pr(1-4)和式(1-5))。值得的是，由水輪發(fā)電機組設計和制造單位提供的水輪發(fā)電機組慣性時間常數Ta值，是指在機組額定轉速和額定功率時的數值。嚴格來說，在不同的機組實際轉速和實際功率工況下，其數值應該加以修正。但是，對于一個機組轉速和功率變化范圍較大的動態(tài)過程來說(例如機組甩負荷動態(tài)過程)，如果要對不同機組工況，使用修正后的水輪發(fā)電機數Ta是十分繁瑣和的。被控制系統自調節(jié)系數en(Controlledsystemself-regulationcoefficient)是在取轉速點的發(fā)電機轉矩對轉速的傳遞系eg與水輪機轉矩對轉速的傳遞系數et之差t，這是一個靜態(tài)參數。之所以稱之為自調節(jié)系數，是因為當轉速(頻率)節(jié)系數的作用是抑制轉速(頻率)的升高；當轉速(頻率)降低時，自調節(jié)系數的作用是抑制發(fā)電機轉矩對轉速的傳遞系數eg(Transmissioncoefficientofgeneratorloadtorquetospeed)又稱發(fā)電機負載自調節(jié)系數(Generatorloadself-regulationcfiin)，是在規(guī)定的電網負載情況下，發(fā)電機負載轉矩相對偏差值與轉速相對偏差值的關系曲線在所取轉速點的斜率；水輪機轉矩對轉速的傳遞系數et(Transmissioncoefficientofturbinetorquetospeed)又稱水輪機自調節(jié)系數(Turbineself-regulationcoefficient)，是水頭和主接力器行程恒定時，水輪機轉矩相對偏差值Δp與機組轉速相對偏差值Δn(等于機組頻率相對偏差值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組自調節(jié)系數en的數值。而且，水輪發(fā)電機組的動態(tài)過程中，機組自調節(jié)系數en的數值也是在變化的。機組自調節(jié)系數Ta的影響。水輪發(fā)電機組水流慣性時間常數Tw、水流修正系數Ky和水壓修正系數值得的是，由水電站設計單位提供的水輪發(fā)電機組水流慣性時間常數Tw值，是指在機組額定下，其數值應該加以修正。但是，對于一個機組運行水頭和機組功率變化范圍較大的機組來說，如果要對不同的機組運行工況，使用修正后的水輪發(fā)電機組水流慣性時間常數Tw瑣和。數Y頭H和Tw對水輪機調節(jié)系統動態(tài)過程的影響。水輪發(fā)電機組水流慣性時間常數Tw的表達式為Tw=ΣLV/gH水流慣性時間常數Tw與引水系統各個分段的水流流速V成正比、與機組運行水頭H成反比。值得著重的是，電站設計單位(水電勘測設計院)提供的機組水流慣性時間常數Tw，是在機組額定工況(機組額定運行水頭Hr和機組額定功pr)下的數值。機組不同的運行水頭H和機組功率p不同，實際起作用的水流慣性時間常數Tw數值也是不同的。水電站試驗資料和仿真結果表明，特別是水流慣性時間常數Tw對水輪機調節(jié)系統動態(tài)特性的影響程對于機組運行水H變化大的水輪發(fā)電機組，最小運行水頭下的較好的調速器比例增益KP和積分增益KI的數值，要分別明顯小于最大運行水頭下的較好的調速器比例增益KP和積分增益KI的數值。其原因就是，機組運行水頭不同，實際起作用的水流慣性時間常數Tw1水流修正系數(WaterCorrectingCoefficient水流修正系數是一個在水輪機調節(jié)系統的仿真中使用的系數，其作用為：修正水流慣性特性仿真模型與實際水流慣性特性之間的誤差，補償機組實際運行水頭和機組實際功率對應的水流慣性特性，與機組額定運行水頭和機組額定功率對應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調節(jié)系統動態(tài)特性，能夠在一定KY。水流修正系數KY與機組運行水頭H機組運行水頭H大于機組額定水頭①.由于機組運行水頭H大于機組額定水頭Hr，這將使得此時的水流慣性時間常數數值小于機組額的工況的數值②.由于機組運行水頭H大于機組額定水頭Hr，機組流量Q小于機組額定水頭下的流量Qr，因而引水系統各段水流的流速V都分別小于機組額定水頭的流速Vr，這也將使得此時的水流慣性時間常數Tw數值小于機組額的工況的數值。所以，機組運行水頭H大于機組額定水頭Hr時，對水輪機調節(jié)系統起實際作用的水流慣性時間常數Tw數值，比機組額定水頭下的水流慣性時間常數Tw數值要小。應該使用較小的水流修正系數KY。機組運行水頭H小于機組額定水頭①.由于機組運行水頭H小于機組額定水頭Hr，這將使得此時的水流慣性時間常數數值大于機組額的工況的數值②.由于機組運行水頭H小于機組額定水頭Hr，機組流量Q大機組額定水頭下的流量Qr，因而引水系統各段水流的流速V都分別大機組額定水頭的流速Vr，這也將使得此時的水流慣性時間常數Tw數值大于機組額的工況的數值。所以，機組運行水頭H小于機組額定水頭Hr時，對水輪機調節(jié)系統起實際作用的水流慣性時間常數Tw數值，比機組額定水頭下的水流慣性時間常數Tw數值要大。應該使用較大的水流修正系數KY。水流修正系數KY與機組負荷p機組負荷p小(例如機組空載)，機組流量Q小、引水系統各段水流流速V小，應該使用較小的水流修正系數KY。機組負荷p大(例如機組甩100%額定負荷)，機組流量Q大、引水系統各段水流流速V大，應該使用較大的水流修正系數KY。所以，在其它條件相同時，機組甩100%額定負荷工況仿真的水流修正系數KY數值，應該大于機組空載擾動工況仿真的水流修正系數KY數值。我們在水輪機調節(jié)系統的仿真模型中，采用了水流修正系數Ky的變量，可以選擇不同的水流修正Ky的數值，來反映上述機組運行水頭變化和機組負荷對機組云動態(tài)特性的Ky的數值，來微量改變機組轉速(頻率)和引水系統水壓動態(tài)過程曲線的形態(tài)，在一定程度上修正或補償機組運行水頭變化對水輪發(fā)Tw的影響。水壓修正系數Kh是用再機組甩負荷仿真項目時，修正蝸殼水壓仿真動態(tài)波形機組慣性(UnitInertiaGB/T9652.1-2007《水輪機控制系統技術條件》中規(guī)定了“靜態(tài)及動態(tài)特性指標適用鑒于“水流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數Ta的比值”對水輪機調節(jié)系統動態(tài)特性的重要作用。作者提出用“機組慣性比率RI”來描述“水流慣性時間常數Tw與機組慣2機組慣性比率(UnitInertia機組慣性比率是水流慣性時間常數Tw與機組慣性時間常數Ta的比值，它反映了機組水流RI (4-式中：RI—水輪發(fā)電機組慣性比率，簡稱機組慣性比率(UnitInertiaRatio我們在以后的每一次仿真中，根據仿真使用的機組水流慣性時間常數Tw和機間常Ta的數值，計算出對應的機組慣性比率RI的數值，并顯示在仿真結果中，以便于讀者加深機組慣性比率RI這個名詞術語并逐漸形成對機組慣性比率RI數量上的概念。理論分析和仿真結果表明，水輪發(fā)電機組慣性時間常數Ta和水輪發(fā)電機組水流慣性時等于水流慣性時間常數Tw與水輪發(fā)電機組慣性時間常數Ta的比值。統計資料表明，與不同類型的水輪機構成的水輪發(fā)電機組對應的機組慣性比率RI=Tw/Ta也有不同的特點。機組慣性比率RI的數據。從表中的有關數據可以看出，混流式機組慣性時間常數Ta慣性時間常數Ta和機組水流慣性時間常數Tw平均值計算的機組慣性比率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TaTw值計算器的機組慣性比率RI平均值為：0.856。 1234567在對水輪機調節(jié)系統進行的每一次仿真我們都采用1個(或1組)仿真目標參數的個(或3組)數值進行。這樣我們可以在其它參數相同的條件下，得到3個(或3組)仿真目標參數數值的仿真結果，除了能清晰地觀察和分析單個動態(tài)過程的品質之外，更能從比較的基于對眾多水輪機調節(jié)系統的現場試驗資料和仿真結果的整理和分析，水輪機調節(jié)系統受到擾動(水輪機調節(jié)系統空載頻率擾組甩100%額定負荷和孤立電網運行后的典型動態(tài)過程的形態(tài)，劃分為遲緩型(SlowType，以下簡稱S型(遲緩型))、優(yōu)良型(BetterType，以下簡稱S型(優(yōu)良型))和振蕩型(OscillatoryType，以下簡稱O型)等3個有代表性的典型動態(tài)過程，以便于進一步研究水輪機調節(jié)系統擾動型動態(tài)過程的機理和同一個水輪機調節(jié)系統空載頻率擾動動態(tài)過程和機組甩100%額定負荷動態(tài)過程是密切相關的，也就是說，具有S型(遲緩型)、B型(優(yōu)良型)或O型空載擾動特性的系統，一般也會具有與之對應相同的S型(遲緩型)、B型(優(yōu)良型)或O型的機組甩100%額定負荷的動態(tài)特性。例如，如果一個具有S節(jié)系統空載頻率擾動特性的系統，那么其機組甩100%額定負荷特性有極大可能也是S型(遲緩型)動態(tài)特性。這種有關聯特性為我們在電站選取調速器PID提供了有效的途徑，因為在水電站現場，不可能進行多次機組甩100%額定負荷的試驗們在空載頻率擾動試驗通過選擇調速器的PID參數，使其具有B型(優(yōu)良型)的空載頻率擾動特性，從而就選擇了機組甩100%額定負荷時使用的調速器的PID參數。水輪機調節(jié)系統機組 100%額定負荷動態(tài)過程仿真結水輪機調節(jié)系統空載頻率擾動動態(tài)過程仿真水輪機調節(jié)系統孤立電網運行動態(tài)過程仿真S遲緩型(SlowType))動態(tài)過擾動方接力器行程y運動特機組頻率f運動特參數選擇特機組甩負荷S緩紅色點畫或者是接力器關閉到接力器空緩慢趨近，機組頻率穩(wěn)定時間長比例增KP和/或積分增KI取機組空載擾S型(遲緩紅色點線而緩慢的形態(tài)趨近于接力器擾比例增KP和/或積分增KI取孤立電網運S型(遲緩紅色點線積分增KI取值過小和/或比例KP過小和搭配不RIB優(yōu)良型(BetterType))動態(tài)過擾動方接力器行程y運動特機組頻率f運動特參數選擇特B機組甩負荷(黑色實接力器關閉到接近接力器或者從接力器在關閉至全關位個小的超過接力器空載開度的載開度機組頻率調節(jié)穩(wěn)定時間比例增益KP和/值合理和搭配恰B良機組空載擾行程到達擾動后穩(wěn)定值的速度者出現一個很小的超過接力器行程穩(wěn)定值的過調值并迅速地現一個很小的超過機率穩(wěn)定值的過調值并比例增益KP和/值合理和搭配恰到達接力器行程穩(wěn)定地到達機組頻率穩(wěn)定機組頻率調節(jié)穩(wěn)定時間B型接力器運動幅度適中，出電網頻率從谷值(或峰值向穩(wěn)定值恢復的速度適比例增益KP或積分增益KI孤立電網運地趨近于穩(wěn)定開度，接力中，在出現一個很小值合理行動態(tài)特穩(wěn)定時間短率超調量后，電網頻當(黑色實單調而快速地趨近穩(wěn)率，電網頻率調節(jié)穩(wěn)O振蕩型(OscillatoryType))動態(tài)過擾動方接力器行程y運動特機組頻率f運動特參數選擇特機組甩負荷O蕩(藍色虛線從接力器從關閉至完全關慢地穩(wěn)定于接力器空載開度定于機組額定頻率頻率調節(jié)穩(wěn)定時間長比例增益KP和/值過大和搭配不機組空載擾O(藍色虛線震蕩形態(tài)趨近于接力器擾動后時間長調和震蕩現象，機組調節(jié)穩(wěn)定時間長比例增益KP和/值過大和搭配不孤立電網運O(藍色虛線而緩慢的形態(tài)趨近于接力器穩(wěn)定開度，接力器調節(jié)穩(wěn)定時間向穩(wěn)定值恢復的速度過穩(wěn)定頻率，電網頻率穩(wěn)定時間長過大和/或比例十一.水輪機調節(jié)系統常用英文名水輪機調節(jié)系統hydraulicturbineregulatingsystem水輪機控制系統hydraulicturbinecontrolsystems被控制系統controlledsystem隨動系統servo-調速 電(氣))調速器electric- 微機調速 puter 雙調整調速器double 比例-積分-微分調速器proportional-integral- 測速裝speedsensing測頻單frequency人工死區(qū)單artificialdeadbandmodule電液轉換器electro-hydraulicconverter電液伺electro-hydraulicservo-valve電液比例（方向）electro-hydraulicproportionaldirectional主配壓maindistributingvalvecontrol（機械）開度限制機mechanical)opening電氣開度限制單electricalopening轉速調整機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導葉接力器guidevane向流器runnerbladejetdeflector/cutindeflector]協聯裝combination分段關閉裝stepclosing自動運automatic手動運行manual限負荷運limitedload孤立運isolated并聯運parallel空載運no-loadoperationidling帶負荷運行l(wèi)oad甩負荷load穩(wěn)定狀態(tài)steady小波動狀態(tài)；小瞬變smalloscillationconditionsmalltransient大波動狀態(tài)；大瞬變largeoscillationconditionlargetransient型式試驗type