[发明专利]基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制方法，其特征在于，包括：

监测待控制的水轮机的转动频率；

当所述转动频率与标准频率的差值大于预设值时，通过比例积分微分控制器控制所述水轮机的转动频率；

当调速后的转动频率与标准频率的差值小于或者等于所述预设值时，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率；

所述多变量动态矩阵控制器的控制输入包括所述水轮机的导叶开度，所述多变量动态矩阵控制器的控制输出包括所述水轮机的转动频率；通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率，包括：通过所述多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度，以使得所述水轮机的转动频率与所述标准频率的误差小于误差阈值；

通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度，包括：

获取当前时刻对应的第一导叶开度；

根据转速预测模型得到所述第一导叶开度对应的、下一时刻的预测转动频率；

根据所述第一导叶开度，以及所述当前时刻对应的第一导叶开度增量，得到下一时刻对应的第二导叶开度；

将所述水轮机的导叶开度调整为所述第二导叶开度，并获取所述第二导叶开度对应的实际转动频率；

根据所述预测转动频率与所述实际转动频率的频率误差，确定所述下一时刻对应的第二导叶开度增量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述下一时刻更新为新的当前时刻、将所述下一时刻对应的第二导叶开度更新为新的第一导叶开度、将所述下一时刻对应的第二导叶开度增量更新为所述新的第一导叶开度增量、将所述下一时刻对应的下一时刻更新为所述新的当前时刻对应的新的下一时刻；

根据所述转速预测模型以及所述频率误差，得到所述新的第一导叶开度对应的、所述新的下一时刻的新的预测转动频率；

根据所述新的第一导叶开度，以及所述新的第一导叶开度增量，得到所述新的下一时刻对应的新的第二导叶开度；

将所述水轮机的导叶开度调整为所述新的第二导叶开度，并获取所述新的第二导叶开度对应的新的实际转动频率；

根据所述新的预测转动频率与所述新的实际转动频率的新的频率误差，确定所述新的下一时刻对应的新的第二导叶开度增量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述转速预测模型以及所述频率误差，得到所述新的第一导叶开度对应的、所述新的下一时刻的新的预测转动频率，包括：

根据所述转速预测模型，得到所述新的第一导叶开度对应的频率输出值；

对所述频率误差、所述频率输出值进行加权求和，并将计算结果作为所述新的下一时刻的新的预测转动频率。

4.一种基于多变量动态矩阵的水轮机调速控制装置，其特征在于，包括：频率检测模块以及调速控制模块；

所述频率检测模块用于监测待控制的水轮机的转动频率；

所述调速控制模块用于当所述转动频率与标准频率的差值大于预设值时，通过比例积分微分控制器控制所述水轮机的转动频率；

所述调速控制模块还用于当调速后的转动频率与标准频率的差值小于或者等于所述预设值时，通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率；

所述多变量动态矩阵控制器的控制输入包括所述水轮机的导叶开度，所述多变量动态矩阵控制器的控制输出包括所述水轮机的转动频率；

所述调速控制模块在通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的转动频率时，用于：通过所述多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度，以使得所述水轮机的转动频率与所述标准频率的误差小于误差阈值；

所述调速控制模块在通过多变量动态矩阵控制器控制所述水轮机的导叶开度时，用于：

获取当前时刻对应的第一导叶开度；

根据转速预测模型得到所述第一导叶开度对应的、下一时刻的预测转动频率；

根据所述第一导叶开度，以及所述当前时刻对应的第一导叶开度增量，得到下一时刻对应的第二导叶开度；

将所述水轮机的导叶开度调整为所述第二导叶开度，并获取所述第二导叶开度对应的实际转动频率；

根据所述预测转动频率与所述实际转动频率的频率误差，确定所述下一时刻对应的第二导叶开度增量。