[发明专利]一种水电机组调速系统PID参数整定方法及其装置

权利要求书

1.一种水电机组调速系统PID参数整定方法，其特征在于，包括步骤：

采用预设的仿真模型对水电机组进行时域仿真，确定所述水电机组达到临界稳定状态时的比例环节放大倍数和对应的振荡周期；

根据所述水电机组达到临界稳定状态时的比例环节放大倍数和对应的振荡周期，计算PID参数中的比例环节放大倍数和微分环节放大倍数；

根据计算所得的PID参数中的比例环节放大倍数和微分环节放大倍数，采用所述预设的仿真模型进行时域仿真，确定所述水电机组达到临界稳定状态的积分环节放大倍数，作为所述PID参数中的积分环节放大倍数；

根据所述PID参数中的比例环节放大倍数、微分环节放大倍数以及积分环节放大倍数，采取所述预设的仿真模型进行仿真验证，完成所述PID参数的整定。

2.如权利要求1所述的水电机组调速系统PID参数整定方法，其特征在于，所述仿真模型的构建包括步骤：

将所述PID参数中的KP＝0，KD＝0，KI＝0输入所述仿真模型进行甩负荷仿真；其中，KP为所述比例环节放大倍数，KD为所述微分环节放大倍数，KI为所述积分环节放大倍数；

以预设的负荷量设置甩负荷故障；其中，所述负荷量不大于所述水电机组额定功率的2％。

3.如权利要求2所述的水电机组调速系统PID参数整定方法，其特征在于，所述采用预设的仿真模型对水电机组进行时域仿真，确定所述水电机组达到临界稳定状态时的比例环节放大倍数和对应的振荡周期具体为：

通过所述仿真模型进行甩负荷仿真，逐步提高所述比例环节放大倍数的取值，以得到第一频率变化曲线；

获取当所述第一频率变化曲线出现正弦等幅振荡时对应的比例环节放大倍数值和正弦振荡周期，作为所述水电机组达到临界稳定状态的比例环节放大倍数和对应的正弦振荡周期。

4.如权利要求1所述的水电机组调速系统PID参数整定方法，其特征在于，所述根据所述水电机组达到临界稳定状态时的比例环节放大倍数和对应的振荡周期，计算PID参数中的比例环节放大倍数和微分环节放大倍数具体为：

根据公式(1)计算所述PID参数中的比例环节放大倍数

KP₁＝0.6×KP_MAX (1)

其中，KP₁为所述PID参数中的比例环节放大倍数，KP_MAX为所述水电机组达到临界稳定状态时的比例环节放大倍数；

根据公式(2)计算所述PID参数中的微分环节放大倍数

KD₁＝min{0.075×KP_MAX×T，KD₀} (2)

其中，KD₁为所述PID参数中的微分环节放大倍数，T为所述水电机组达到临界稳定状态时对应的振荡周期，KD₀为所述水电机组正常运行时的微分环节放大倍数值；min{0.075×KP_MAX×T，KD₀}表示取两个参数中较小的数值。

5.如权利要求4所述的水电机组调速系统PID参数整定方法，其特征在于，所述根据计算所得的PID参数中的比例环节放大倍数和微分环节放大倍数，采用所述预设的仿真模型进行时域仿真，确定所述水电机组达到临界稳定状态的积分环节放大倍数，作为所述PID参数中的积分环节放大倍数，之前包括：

将所述仿真模型的PID参数设置为KP＝KP₁，KD＝KD₁，KI＝0；其中，KP为所述比例环节放大倍数，KD为所述微分环节放大倍数，KI为所述积分环节放大倍数；

以预设的负荷量设置甩负荷故障；其中，所述负荷量不大于所述水电机组额定功率的2％。