[发明专利]一种基于遗传粒子群算法的汽轮机调速系统参数优化方法

权利要求书

1.一种基于遗传粒子群算法的汽轮机调速系统参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建基于调速系统引发汽轮机功率振荡的数学模型，并设定调速系统所要优化的变量；

步骤2：根据调速系统所要优化的变量，通过系统调节性能指标以及系统动态稳定性能指标构建优化目标函数；

步骤3：分别构建超调量约束条件、稳态误差约束条件、优化参数上下限约束条件；

步骤4：结合超调量约束条件、稳态误差约束条件、优化参数上下限约束条件，利用GA-PSO算法对优化后调速系统所要优化的变量进行优化，得到优化后调速器PID控制器的比例环节系数、优化后调速器PID控制器的积分环节系数、优化后转速偏差放大系数、优化后油动机时间常数、优化后汽轮机蒸汽容积时间常数、优化后高压缸比例系数；

步骤5：将优化后调速器PID控制器的比例环节系数、优化后调速器PID控制器的积分环节系数、优化后转速偏差放大系数、优化后油动机时间常数、优化后汽轮机蒸汽容积时间常数、优化后高压缸比例系数输入汽轮机调速系统，通过基于调速系统引发汽轮机功率振荡的数学模型进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于遗传粒子群算法的汽轮机调速系统参数优化方法，其特征在于，步骤1中所述基于调速系统引发汽轮机功率振荡的数学模型如下所示：

式中，K_P为调速器PID控制器的比例环节系数，K_I为调速器PID控制器的积分环节系数，F_HP为高压缸比例系数，T_o为油动机时间常数，T_CH为汽轮机蒸汽容积时间常数，ΔT为时间常数变化值，K_D为功率振荡影响因子，Δω为角频率变化值，Δδ_m为转速不等率变化值，ω为给定频率；

步骤1所述调速系统所要优化的变量包括：调速器PID控制器的比例环节系数、调速器PID控制器的积分环节系数、转速偏差放大系数、油动机时间常数、汽轮机蒸汽容积时间常数、高压缸比例系数。

3.根据权利要求1所述的基于遗传粒子群算法的汽轮机调速系统参数优化方法，其特征在于，步骤2中所述系统调节性能指标定义为系统一次调频的平均误差，具体所示：

式中，P_0,i为第i次采样的一次调频指令，P_1,i为第i次采样的实际的调频指令，N为总的采样次数；

步骤2中所述系统动态稳定性能指标定义为系统阻尼比，具体如下：

式中，ζ表示系统阻尼比，α_z表示阻尼因子，ω表示给定频率；

步骤2中所述优化目标函数表示为：

式中，w₁表示系统调节性能指标权值，w₂表示系统动态稳定性能指标权值，q表示惩罚因子。