[发明专利]一种异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法

权利要求书

1.一种异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法，其特征在于，所述异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法建立电网频率动态的等值模型，并对单机系统的电网频率的解析形式进行量化分析；建立含直流频率控制器的单机及并网运行系统的一次调频模型并分析其频率调节系统的稳定性，验证在实际异步联网系统中水轮机调速器参数值对电网频率的影响；将布谷鸟搜索算法应用到水轮机PID调速器参数优化中，并以ITAE指标作为布谷鸟算法的适应度函数；

所述布谷鸟算法中参数β根据的动态变化，式中t为当前鸟窝的迭代次数，T为最大迭代次数，N(0，1)为标准正态分布的随机数：

所述布谷鸟算法优化PID参数流程为：

步骤一，参数设置：鸟窝数量、空间维数、迭代次数或容忍误差，参数P_a和β的最大值和最小值；

步骤二，初始化：随机生成n个鸟窝；

步骤三，调用Simulink的水轮机PID调速器模型，获得鸟窝位置对应的ITAE指标值，记为鸟窝的适应度值；

步骤四，找出当前鸟窝最优解f_min和最优鸟窝位置X_i⁰；

步骤五，循环体；

步骤六，循环终止，当满足结束条件即达到最大迭代次数时，输出最优的ITAE指标值及相应的参数K_P、K_I、K_D的值，并终止循环；若不满足结束条件，则返回步骤五继续进行迭代。

2.如权利要求1所述的异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：

1)鸟窝更新，当前迭代最优鸟窝的位置X_i^t，更新鸟窝位置从而得到新的鸟窝位置；将得到的新鸟窝位置返回至步骤三重新计算，调用Simulink的水轮机PID调速器模型，获得ITAE指标值并记为鸟窝的适应度值，与上一代的鸟窝位置作对比，淘汰适应度值较差的鸟窝，保留适应度值较好的鸟窝；

2)随机更新鸟窝，宿主鸟发现外来鸟蛋的概率为r∈[0，1]，与P_a值作比较，更新发现外来鸟蛋概率较大的鸟窝位置，处理方式与1)中相同。

3.如权利要求1所述的异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法，其特征在于，基于布谷鸟搜索算法的水轮机调速器的PID参数优化是利用布谷鸟搜索算法来实现鸟窝位置的产生和更新，把鸟窝位置的矢量值作为K_P、K_I、K_D的参数值并赋值给PID调速器，运行水轮机调速系统模型并返回ITAE指标值，并将其作为布谷鸟算法的函数适应度值，更新位置，得到更优的鸟窝位置，即更优的K_P、K_I、K_D参数值，经过多次迭代，得出K_P、K_I、K_D参数的最优值。

4.如权利要求3所述的异步联网后水轮机调速器参数的分析和整定方法，其特征在于，所述ITAE性能指标作为适应度函数，表达式为：

式中，x_∞为水轮机调节系统过渡过程的稳态转速偏差：

式中，b_p为永态转差系数；b_p＝0时，x_∞＝c，为无差调节；b_p≠0时，为有差调节。