[发明专利]水电机组中调速器的优化控制方法及相关设备

权利要求书

1.一种水电机组中调速器的优化控制方法，其特征在于，所述优化控制方法包括：

根据预先获取的目标水电机组中调速器的传递函数及水轮机的传递函数，确定所述目标水电机组在不同运行工况下的时间乘绝对误差积分准则ITAE指标，并确定运行中的水电机组出现各运行工况的概率；以及，根据所述目标水电机组在不同运行工况下的时间乘绝对误差积分准则ITAE指标及运行中的水电机组出现各运行工况的概率，建立该目标水电机组的优化目标函数；

根据所述目标水电机组的阻尼转矩系数的预设阈值及调速器的控制参数的预设取值范围，确定所述优化目标函数的约束条件，具体包括：根据所述目标水电机组预设的超低频段的频率范围以及阻尼转矩系数的预设阈值，确定所述优化目标函数的第一约束条件；以及，根据所述调速器的控制参数的预设取值范围，确定所述优化目标函数的第二约束条件；

求解所述优化目标函数与约束条件组成的优化模型，并在获得所述优化模型的最优解后，将该最优解对应的调速器的控制参数确定为所述目标水电机组的调速器优化控制参数；

以及，根据所述目标水电机组的调速器优化控制参数，对所述目标水电机组中的调速器进行优化控制。

2.根据权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，

所述目标水电机组的优化目标函数minJ_ITAE：

在公式一中，p_i运行中的水电机组出现第i个运行工况的概率；J_ITAE,i为目标水电机组在第i个运行工况下的ITAE指标；L^-1表示拉普拉斯逆变换；G_gov(s)为目标水电机组中调速器的传递函数，G_t,i(s)为目标水电机组在第i个运行工况下的水流惯性时间常数T_W,i时的水轮机的传递函数，为的稳态值。

3.根据权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，在建立该目标水电机组的优化目标函数之前，所述方法还包括：

根据运行中的水电机组出现的各运行工况的变化情况，确定水轮机的水流惯性时间常数T_W的取值范围为[T_l,T_u]；

以及，对T_W的取值范围进行离散化处理，获取目标水电机组在第i个运行工况下的水轮机的水流惯性时间常数T_W,i。

4.根据权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，所述根据所述目标水电机组预设的超低频段的频率范围以及阻尼转矩系数的预设阈值，确定所述优化目标函数的第一约束条件，包括：

根据所述目标水电机组预设的超低频段的频率范围[f_l,f_u]以及阻尼转矩系数的预设阈值ε，确定如公式二所示的所述优化目标函数的第一约束条件：

在公式二中，K_mD为所述目标水电机组的阻尼转矩系数；Re(·)表示取实部；[T_l,T_u]为水轮机的水流惯性时间常数T_W的取值范围。

5.根据权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，所述调速器的控制参数为PID控制参数，且所述PID控制参数包括：比例控制参数K_P、积分控制参数K_I及导数控制参数K_D；

相对应的，所述根据所述调速器的控制参数的预设取值范围，确定所述优化目标函数的第二约束条件，包括：

根据所述比例控制参数K_P的预设取值范围积分控制参数K_I的预设取值范围及导数控制参数K_D的预设取值范围确定如公式三所示的所述优化目标函数的第二约束条件：