一、论水轮机调速器最佳参数的选定（论文文献综述）
和婧[1]（2021）在《抽水蓄能与电化学储能联合参与电网负荷频率控制技术研究》文中提出可再生能源利用率的逐渐升高,使其装机容量占重也逐步攀升。为近一步完善新能源发电配置,国家鼓励并发行一系列储能政策,储能技术由此开始迅速发展。由于受到地域性、季节性和蓄热性制约,目前,我国常规的发电机组（水电和火电机组）爬坡时间长、响应速度慢,在处理逐步多样化和复杂化的电网系统时暴露出许多缺点。因此,为解决间歇性电源并网瓶颈和对电网波动性的影响,以及改善电网频率指标,为未来电网配备一些合理的储能装置,确保实现可再生能源灵活应用和电网的柔性运行就显得十分重要。首先,本文研究了响应快速、控制灵活且不受风电运行约束的抽水蓄能电站（Pumped-Storage Power Station,PPS）对电网负荷频率控制（Load Frequency Control,LFC）的影响。以两区域再热式汽轮机组LFC模型为基础,并考虑了电网中存在的一些非线性因素,提出了PPS的LFC方法。根据PPS发电和抽水两种工作状态,构建了计及非线性环节的两段式PPS二次频率控制模型。仿真实验结果证明了所建抽水蓄能电站LFC模型的合理性,分析了非线性因素对电网调频的影响,同时也说明了PPS在快速平抑系统负荷扰动,加快电网恢复速度上的积极作用。其次,本文研究了电网二次调频的控制策略优化,设计了一个分数阶自抗扰控制器（Fractional Order Active Disturbance Rejection Control,FOADRC）,做到了分数阶微积分控制和自抗扰控制的充分结合。该控制器具备了响应速率快,精度高和参数范围宽等优势,据此本文提出了一种基于FOADRC的LFC策略,搭建了基于FOADRC技术的抽水蓄能电站LFC模型。不同控制器的仿真实验结果证明了本文设计的FOADRC具备更好的控制效果,其鲁棒性和稳定性更高。最后,针对PPS建造周期长,备用容量不足,动态调节响应速度慢等问题,本文引入电化学储能这一新的辅助调频手段,凭借其快速响应、精确跟踪特性来改善调频效果。基于电化学储能调频特性参数,搭建了电池等效电源模型,提出了基于FOADRC的电化学储能联合PPS的互联电网LFC方法。同时考虑了需求响应对电网调频的影响,搭建了发电和抽水工况下计及需求响应的抽/储联合LFC模型。仿真实验证明了加入电化学储能可使系统二次调频动态响应能力显着提高,为系统安全稳定运行提供有效保障。适当考虑需求响应补充控制,对实现电网的快速稳定也具有一定积极意义。
晋萃萃[2]（2020）在《大功率缺失下广域电网主动频率响应控制研究》文中认为为解决特高压故障大功率缺失与可再生能源高渗透率带来的电网频率稳定问题,需要对种类不断丰富的频率响应调节手段进行更好地协调,这就使得现行频率响应的调节方式表现出一定的局限性。鉴于目前我国现有电力系统安全稳定控制框架已具备了先进的通信技术与完善的控制系统,有必要利用已有安全稳定控制框架,在不增加通信设备、信道等硬件设施的基础上,提出新的频率响应控制方式。本文针对广域电网较为显着的频率时空分布特征,提出一种主动频率响应控制思想与框架,将频率响应控制由传统的依据本地频差调节的分散比例反馈控制,转变为依据故障处参量动作的集中事件（或参量）前馈控制,通过对“源-网-荷-储”侧多种频率响应调节手段进行优化协调充分发挥已有设备控制效能,提升系统频率稳定控制能力,进而改善大功率缺失下的系统频率稳定紧张局面。所提主动频率响应控制框架包括离线分析与在线应用两个部分。其中,离线分析主要涉及典型场景生成、频率安全程度分级、同调机群辨识三项内容,通过依据电网历史运行数据生成典型场景,针对典型场景划分频率安全等级,与对频率安全水平较低的场景进行同调机组分群,降低离线分析工作量,满足频率响应在线控制的快速性需求;在线应用主要针对主动频率响应模型预测控制策略展开研究,通过将当前运行状态与离线分析所得典型场景进行在线匹配,对系统内多种频率响应调节手段进行集中协调与控制,充分发挥系统整体频率响应能力。各项内容研究具体如下:通过将频率最低点作为场景聚类输入,综合考虑各系统参量作用效果;通过采用改进模糊C均值聚类算法,依据聚类有效性指标与频率安全原则对运行场景进行聚类与优选,解决主动频率响应控制所面临的运行场景数目巨大且控制策略涉及因素众多问题,从而在保证控制精度的前提下提高控制效率。通过明确系统频率最低点与准稳态频率间的近似定比值关系,依据准稳态频率使用历史数据线性回归方法估算系统频率最低点;通过在考虑机组上调裕量、系统初始运行频率等因素下,提出电网频率安全程度分级原则,依据频率最低点实时评估系统频率安全等级与实际频率响应能力,进而为频率响应控制模式的选取与频率响应调节手段的调用提供理论依据。通过将频率作为机组同调分群依据,综合考虑系统模型参数、运行方式、扰动位置等对分群结果的影响;通过采用支持向量聚类算法,将机组频差时间序列低维空间分布映射到高维特征空间,借助序列最小优化算法计算高维特征空间中数据的最小包围超球半径,进而依据同调机群疏密度评估指标进行同调机群辨识。采用主动频率响应分群控制,不仅对系统频率最低点影响不大,而且能够将距扰动点较远机组的暂态最高频率控制在系统频率安全约束范围内,使系统避免发生新的频率安全稳定问题。通过采用模型预测控制进行主动频率响应控制,既可以克服现有频率响应延迟引起的控制滞后问题,综合考虑各频率响应调节手段调节特性与系统运行约束,又能在保证系统运行安全的前提下,对各频率响应调节手段输出功率进行集中协调与控制,充分发挥系统整体频率响应能力,进而提升大功率缺失下的系统频率稳定抵御能力。对被控频率响应调节手段与扰动点间电气距离的分析表明,该方法在距扰动点一定距离的区域内实施可收到预期效果。我国现有电力系统安全稳定控制框架已为上述各项研究提供了理论基础与实施基础,本文研究无需新增通信设备、信道、稳控系统等硬件设施,且算例研究表明所提方法已具备一定的可行性与有效性。
莫维科[3]（2020）在《电力系统频率闭环分析与控制》文中研究指明2016年3月28日云南异步联网工程试验中出现了20世纪70年代常出现在水电机组供孤立负荷系统的超低频振荡现象,给人们敲起了警钟,重新引起了电力从业者和研究者对电力系统频率闭环问题的关注。研究电力系统频率闭环问题通常采用简单的单机一次调频过程研究模型或多机等值单机模型。采用该模型的适用性尚缺乏严格的数学证明,且该研究模型无法反映励磁系统和电力系统稳定器（PSS）的作用。如何从电力系统全系统详细模型中得到该振荡模式的研究模型,揭示其数学本质和物理意义并提出解决措施,是目前的研究热点。本文首次从数学理论上严格地证明了电力系统频率闭环问题的研究模型。由于解决这一问题最有效的办法是对处于频率闭环中的调速系统进行设计,因此本文也提出调速器独立协调设计方法以抑制电力系统频率闭环失稳。同时,电力系统稳定器可用于抑制电力系统低频振荡（功角振荡）,那么能否应用在抑制超低频振荡上,本文将对此作出回答,并提出抑制频率闭环失稳的PSS设计方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)研究了超低频振荡的产生机理以及关键影响因素。首次从单机供孤立负荷系统的具体公式推导中,证明了超低频振荡与低频振荡/功角振荡是不相干的两个问题,两者分别是频率闭环问题和功角闭环问题。发现了频率闭环稳定的影响因素,为本文的研究框架打下了夯实的基础;同时,也对目前的一些论点进行了讨论,包括阻尼转矩法是否能直接用于分析调速系统在频率闭环的作用。2)本项目从多机电力系统转子动态模型出发,利用线性变换得到包含转子共同运动模式及转子相对运动模式的状态方程,并基于不变流形理论的模型降阶方法和新状态方程状态矩阵的特性,对转子共同运动模式及转子相对运动模式进行了解耦,解耦得到了多机系统频率闭环问题的研究模型,首次从数学理论上严格地证明了电力系统频率闭环问题的研究模型。3)对于防止多机系统频率闭环失稳的多调速器参数优化问题,本文基于奈奎斯特稳定判据和奈奎斯特图的数学意义,推论出保证并列传递函数单位反馈闭环系统稳定的充分条件,并基于该推论提出了防止多机系统频率闭环失稳的多调速器参数独立协调优化方法。4)基于Modal Induced Torque Coefficients（MITC）理论将多机电力系统全模型降阶到多机电力系统转子动态模型,根据该降阶结果且结合多机电力系统转子动态模型降阶到多机系统频率闭环模型的降阶过程,提出了抑制多机系统频率闭环失稳的电力系统稳定器（PSS）设计方法。本文从数学理论、电力系统建模以及物理意义三个角度论证了超低频振荡（频率闭环稳定）问题的本质,并严格地推导出防止电力系统多机系统频率闭环失稳的多调速器独立设计方法和电力系统稳定器（PSS）设计方法。本文从建模、分析及控制等角度形成一整套对电力系统频率闭环问题的研究方法和解决措施。
张慧琳[4]（2020）在《基于PCC调速器的轴流转桨式水轮机协联优化》文中研究指明广西平班水电站采用的轴流转桨式水轮机常见于中低水头的水电站。水轮机组在运行一段时间后由于机械结构磨损,水文情况变化等各样原因导致机组协联关系与出厂时协联关系不匹配,机组运行振动明显,效率降低是普遍的问题。在协联关系优化中如何获得真机的能量指标与调速器数学模型,如何测取准确的计算参数以达成协联关系优化的试验要求受到行业内设计方、制造方,使用方的普遍关注。鉴于此,本文针对PCC调速器的轴流转桨式水轮机协联优化的现场试验提出了一套与平班水电站实际情况相匹配的试验方案。本文首先介绍了广西平班水电站地质水文,装机容量及电站机组运行现状,再对其采用的PCC调速器系统结构、硬件配置,PID控制算法等方面进行了分析。根据现场的试验要需求确定了平班水电站1-3#机组的水头H、有功功率P、指数流量Q等参数的测量方法。基于数字协联装置及其插值的基本原理确定了优化试验的数值计算方法,依据试验结果优化了PCC调速器的程序逻辑。在现场试验中,获取了机组准确的数学模型,为接下来的协联试验打下科学的试验基础。采用相对效率试验法解决未知参数的问题,使用指数试验法和固定导叶工况法进行协联工况点调节,得到符合电站机组实际工况的协联关系,并通过试验中的数据记录总结出机组最佳运行效率区间,验证了本文提出的试验方案的有效性和先进性。
丁坦[5]（2020）在《抽水蓄能机组调节系统非线性建模、辨识及优化控制研究》文中指出近年来我国能源结构中可再生能源发电比例逐步增加,水电、风电、光电等清洁能源发电规模不断增大。风电、光电属于间歇性能源且具有较强波动性,严重影响电网稳定运行。抽水蓄能电站作为水电中唯一同时具有发电和储能功能的发电方式,在电网中不但起到调峰调频、事故备用等作用,更能消纳间歇性能源给电网造成的冲击。因此,近年来抽水蓄能电站新建设项目不断开工,抽水蓄能机组单机容量也不断加大,过水系统日趋复杂。传统控制方法难以满足抽水蓄能机组的实际控制需求,研究针对抽水蓄能机组的控制理论成为当务之急。抽水蓄能机组调节系统是一个复杂的强非线性系统,其强非线性特性导致调节系统精确建模、辨识以及优化控制等问题上存在巨大难点。本文从抽水蓄能机组调节系统精确建模着手,对调节系统中各主要部分非线性特性进行分析和建模,并在此基础上对抽水蓄能机组调节系统参数辨识、模型辨识、优化控制等问题进行了研究并提出了新方法。文中所提新方法的内容如下:（1）以抽水蓄能机组调节系统各部分为研究对象,重点对水泵水轮机的非线性进行分析,并分别为调节系统中各部分建立了模型。利用改进Suter变换对水泵水轮机全特性曲线进行预处理,再利用最小二乘支持向量机（LSSVM）对预处理数据进行拟合并构建水泵水轮机非线性模型;过水系统模型采用双曲正切函数;执行结构数学模型考虑死区、限位等非线性环节。在此基础上针对不同研究需求分别建立了调节系统线性模型、非线性模型和数值计算模型,为后续调节系统辨识及控制优化提供基础。（2）将“结构已知、参数未知”的调节系统参数辨识问题转化为对参数标称值的优化求解问题,提出了一种具有较强优化能力的改进鲸鱼优化算法（MSWOA）,将该算法分别用于辨识抽水蓄能机组调节系统线性模型和非线性模型。辨识结果证明MSWOA优化算法实现了对调节系统线性模型和非线性模型的高精度辨识。（3）建立以水泵水轮机非线性模型为核心的抽水蓄能机组仿真平台,并由仿真平台在带限白噪声信号下获得机组转速输出信号。由上述信号构建单输入输出非线性自回归模型（NARX模型）并获得辨识所需的训练样本。利用训练样本构建BiLSTM神经网络辨识模型,对BiLSTM辨识模型参数进行优化选择,再利用BiLSTM辨识模型对抽水蓄能机组模型进行辨识。实验结果证明BiLSTM模型实现了对抽水蓄能机组模型高精度辨识。（4）基于由不同辨识方法获得的模型制定相应的控制策略。由参数辨识方法获得的调节系统线性模型因过水系统采用双曲正切函数,将其转换为不确定奇异时滞系统。研究了该奇异时滞系统模型中参数Tr和hw对系统稳定域影响、在不同PID参数和不同工况点下对过渡过程中性能指标变化规律的影响。在此基础上设计H∞控制器并将控制器设计转化为具有最小衰减度γ的优化问题且实验验证了该设计方法的有效性。针对由BiLSTM辨识获得的抽水蓄能机组模型设计了PID控制器且PID参数由MSWOA算法优化获得。将该PID控制器用于抽水蓄能机组仿真平台,分别在三组相邻水头下进行过渡过程计算,仿真结果表明三组水头下过渡过程时域稳定性能指标均满足要求,且证明该辨识模型具有良好适用性。（5）为了保障在水泵断电、100%甩负荷等大波动工况下抽水蓄能机组运行安全,有效抑制过渡过程中转速和压力激增,以“单管单机”结构的抽蓄电站为研究对象,研究了不同导叶关闭方式对调节系统各水力单元水力特性和机组转速的影响。基于“单管单机”结构的抽水蓄能机组数值计算模型建立一种导叶关闭规律优化模型并利用改进多目标灰狼算法求解导叶关闭优化规律。该模型考虑了调节系统中各环节的约束限制,选择转速上升率和水击压力上升值作为多目标优化目标函数,并在甩负荷和水泵断电工况下分别对一段式、两段式和三段式导叶关闭规律进行优化求解,结果证明了模型有效性。
赵晨夕[6]（2020）在《基于MATLAB的水轮发电机组小波动过渡过程仿真研究》文中提出在电力系统负荷变化的时候,为了让机组的转速在规定的时间内迅速调整到合理的范围内是调速器的基本任务,在调速器介入的作用下,不断调节机组的输出功率并让机组转速恢复到一个新的平衡状态。水轮机调速器帮助水轮发电机组实现功率调节及工况调节的方面发挥着至关重要的作用。电能的质量和电力系统的稳定和调速器性能的好坏有着莫不可分的关系。因为水轮机调节系统是集水—机—电为一体的,具有非最小相位、非线性、时变特性的复杂的控制系统,所以在水轮发电机组稳定运行工况运行过程中,受到外部干扰的时候机组的稳定运行工况将会受被打破,使机组处于一个过渡过程中。在水轮发电机组小波动过渡过程中,掌握其运行规律和提高水轮机调节控制性能,是水利水电领域目前所研究的重要问题。目前国内对水轮发电机组仿真计算分析所用的数学模型大多数是简化的数学模型,与水轮发电机组的实际运行情况有一定的差距,为了保证机组运行安全与所生产的电能质量,因此需要对水轮发电机组建立精确的数学模型,尽可能提高水轮发电机组的控制及仿真精度。本文以水轮发电机组小波动过渡过程为研究对象,通过小波动过渡过程实际运行情况对复杂引水管道、调压井、水轮机、发电机、调速器、尾水管、负荷扰动建立数学模型,在共用一条引水管道的多台机组之间引入水力干扰系数。在大多数小波动过渡过程研究中,水轮机的传递函数变化范围较小,可以用静态特性代替动态特性,在仿真研究中视为常数,但是本研究为了尽量逼近实际运行工况,提高仿真精度,利用MATLAB对水轮机的流量特性及力矩特性进行处理,创建水轮机传递函数的非线性的模块供Simulink调用,并以此为基础建立水轮发电机组小波动过渡过程动态模型,进一步改善水轮发电机组仿真精度及控制性能,确保水轮发电机组及电力系统的稳定高效运行。利用搭建好的数学模型,对多种水轮发电机组运行工况进行仿真,然后对水轮机调节系统的调节参数进行整定,得出满足调保计算的调速器最优参数及其范围。
尹浩霖[7]（2019）在《清洁能源发电系统预防性维修决策技术研究》文中认为国内以水电和风电为代表的清洁能源装机规模快速扩大,同时国内电力市场化改革不断深化,水电和风电作为清洁能源发电主力军已先行成为新的市场竞价主体,因此传统的事后维修和无差别计划维修策略已不能满足市场化体制下对发电系统运维可靠性和经济性要求。预防性维修策略是当前设备维修策略研究领域较为活跃的研究内容之一,在传统核电和火电领域已开展较多研究,但是在水电领域以及近几年快速发展的风电领域还未形成系统化的维修策略应用案例。以可靠性为中心的维修策略（Reliability Centered Maintenance-RCM）是预防性维修策略研究领域近几年较为热门的维修策略理论,但传统RCM理论主要应用于航空设备和武器装备领域,直接照搬使用难以满足当前国内清洁能源发电系统预防性维修决策的现实要求。本文的目标是以水电和风电发电设备运行实际为基础,开展基于RCM理论的发电系统预防性维修策略的应用研究,针对传统RCM理论实施过程中主观因素为主、缺乏客观量化数据、决策考虑因素单一的实际缺点进行改进,并对影响预防性决策的故障危害度量化方法、可靠度量化方法、设备重要度评价方法实现的关键技术进行深入研究分析,最终使RCM决策理论成为可以有效包含发电设备故障危害度因素、可靠度因素、设备重要度因素的复合因素预防性维修决策方法。主要研究内容:分析RCM基本理论模型,找出传统RCM理论在发电设备领域应用中存在的主观因素考虑过多、缺乏客观量化数据、决策考虑因素单一的技术缺陷。针对水电和风电领域发电设备实际情况,按照RCM理论实施要求,对影响清洁能源发电系统预防性维修策略制定的设备故障危害度、设备可靠度、设备重要度三个影响因素开展研究,构建融合三个影响因素的发电设备RCM决策模型,在此基础上建立预防性维修辅助决策系统。（1）针对清洁能源发电系统较为复杂的功能和结构,以实际水电和风电发电设备运行数据为基础,研究了水电和风电发电系统各子系统和部件的失效机理、故障模式及后果影响问题,提出了基于灰色理论的故障模式影响及危害分析（Failure Mode Effect and Criticality Analysis-FMECA）模型,给出了水电和风电发电设备故障危害度评价方法和求解算法,并根据实际应用反馈,表明相较于传统RCM理论中使用的矩阵图法具有更高的设备危害度区分精度,同时在工程应用方面扩展和优化了传统FMECA分析表内容。（2）针对当前清洁能源发电系统历史故障小样本条件下所导致的可靠性量化指标计算精度较差的问题,提出基于支持向量回归机威布尔分布的发电设备可靠性量化函数模型,基于实际运行数据构建了水电和风电发电系统的宏观和微观可靠性量化指标体系,通过实际算例与传统威布尔分布函数算法对比,结果表明基于支持向量回归机的函数模型算法具有更高的评估准确性。（3）针对清洁能源发电系统各子系统及部件重要度难以定量评价的问题,对发电系统各子系统及部件重要度影响因素的研究,通过对电厂运维人员的全方位调研和运维数据统计结果分析,设计了包含9项影响因素的设备重要度评价体系,并结合实际发电设备运维数据得出了各影响因素具体的得分结果,提出了基于蒙特卡洛理论模型的设备重要度评价方法,建立了清洁能源发电系统中各子系统及部件的设备重要度评估体系,得到较为全面的清洁能源发电系统设备重要度等级。（4）基于以上设备危害度、设备可靠度、设备重要度关键技术的研究成果,本文通过引入熵理论模型,构建了基于熵理论模型的清洁能源发电系统RCM决策方法,在实施过程中有效融合了改进后的设备故障危害度评价因素、设备可靠度量化因素、设备重要度因素,使RCM决策过程得到完善和优化,通过实例与传统RCM决策结果进行对比,其决策结论更符合现场运行实际及工程应用要求。（5）以前述评价及决策模型成果为基础,综合利用了数据库、数据接口等技术开发了基于熵理论的RCM决策模型的发电设备预防性检修维护辅助决策系统,该系统作为一个通用清洁能源发电设备检修维护决策平台,集成了故障数据导入和统计分析功能、故障模式影响及危害度分析功能、可靠性分析功能、设备维修决策及优化功能为一体,实现了对清洁能源发电系统及其子系统与部件的预防性维修决策支持。
刘卓[8]（2019）在《高水头水电站超标振动特性与开机优化控制研究》文中进行了进一步梳理水电站的安全稳定运行一直是人们所关心的问题,为此国内外制定了相关标准对水力发电机组关键部位的振动限值作出了具体规定。当机组在不推荐的运行区内或在开机等过渡工况下运行时,容易发生超标振动,这会对水电站造成危害甚至引发严重的安全事故,如萨扬水电站“8·17”事故发生时其水轮机顶盖轴承振幅超出了规范允许值的4倍。本文通过原型观测、理论推导和数值计算等手段对超标振动特性进行了系统分析,并对机组的开机过程进行优化控制研究,取得的主要成果如下:（1）开展水力发电机组超标振动的类型识别与响应特性研究。首先提出了机组超标振动的分类及其识别方法;然后对一高水头水电站全年时间内的机组振动进行识别分析,结果表明固定负荷工况的超标时间最长,共持续了779min,最大振动双幅值为294μm,是规范允许值70μm的4.2倍,开机是振动幅度最大的超标振动类型,最大振动双幅值达到582μm,是规范允许值70μm的8.3倍;分析了各类型超标振动发生时的水头及负荷特征;最后建立了一个水轮机效率拟合公式并加以验证。（2）基于提出的振动信号处理新方法开展固定负荷工况下水电站厂房结构振动特性研究。首先针对实际工程对水电站厂房结构的振源进行理论计算及实测分析,确定了主要振源成分;然后应用提出的针对非平稳信号的自适应变分模态分解方法AVMD与针对平稳随机信号的基于自相关函数的子信号标准差计算方法详细分析了多振源混叠作用下厂房结构振动随水头及负荷的变化规律;最后建立了强度-关联度指标评价各振源在厂房结构振动中的重要程度。（3）对水力发电机组开机过程进行单目标及多目标优化控制研究。首先分析了开机过程中厂房结构振动的时频特性,确定了厂房结构的最大振动发生在导叶开启至导叶回调的过程中;然后在考虑机组速动性与水力稳定性的基础上,分析了开环开机过程的3个影响因素与4个控制指标之间的相关性;针对实际工程应用遗传算法对机组开环开机过程进行单目标优化控制研究,得到的结果可以在不延长开机时长的情况下,将最大压力波动降低14.9%;最后应用带精英策略的非支配排序遗传算法对开环开机过程进行多目标优化控制研究,并提出了Pareto二次占优解集优化方法,其所对应的开机过程可将最大压力波动降低18.36%～31.14%,开机时长缩短1.13%～19.63%。
张记坤[9]（2019）在《水轮机调节系统非线性建模与动力学分析及参数优化》文中进行了进一步梳理水轮机调节系统是一个涉及水力、机械、电气等多种因素在内的,具有强时变性和非最小相位的复杂的非线性控制系统,其动态调节品质将直接影响机组运行的稳定和安全。以往由于研究重点的不同,对机组调节系统做近似简化或线性化处理,虽然也能对研究重点做出很好的解释,但放大到整个水轮发电机组的调节系统却未必是最佳的控制策略,并且在很多模型中存在参数的物理意义不清晰等问题。鉴于此,本人在前人的研究基础之上,首先推导并建立了相对完整且物理意义清晰的水轮机调节系统非线性模型,运用Hopf分叉理论对所建系统模型进行分叉分析;其次运用遗传算法对模糊自适应PID控制器相关参数进行优化,并将其运用到非线性水轮机调节系统调速器参数的精细化整定研究中。仿真结果表明基于遗传算法优化参数的模糊自适应PID控制能有效改善机组在频率和负荷扰动下的过渡过程,具有更好的调节品质。本文主要的研究内容有以下几部分:（1）将水轮机调节系统分为四个子系统:有压过水子系统、水轮机子系统、发电机子系统和调速器子系统,然后分别对以上各子系统进行数学模型的推导和建立。（2）将各子系统数学模型进行整合,建立完整的水轮机调节系统非线性模型。运用非线性分叉理论,在机组受到频率扰动和负荷扰动两种常见工况下,分析调速器参数发生分叉时临界点所构成的分叉图以及稳定域范围。（3）基于遗传算法对模糊自适应PID控制器相关参数进行自适应整定,并将其运用到弹性水击非线性水轮机调节系统中,对水轮机调速器的最佳参数进行精细化整定研究。（4）在Simulink的基础上,运用预设初值的方法,建立考虑调压井的机组调节系统非线性Simulink仿真模块,一来验证本文所建微分代数模型的正确性,二来研究被控对象参数对机组调节性能的影响。
黄伟[10]（2018）在《水电站尾水调压室设置判据及水泵水轮机全特性理论构建》文中进行了进一步梳理水电站在运行期间的事故大多与水力过渡过程相关。因此,在我国水电（包括抽水蓄能）持续大规模开发的背景下,研究在电站的初步设计阶段就充分考虑水力过渡过程的内在特性,寻求改善机组运行条件的措施十分必要。考虑到在水电站（包括抽水蓄能电站）的初步设计阶段,电站的某些关键参数（如吸出高度、比转速和机组飞轮力矩等）还存在较大不确定性以及水力机械全特性曲线缺乏,难以有效开展水力过渡过程数值模拟,并判断调压室设置的合理性。因此,本文依托多座电站设计参数的统计资料,应用理论推导和数值模拟相结合的研究手段,深入开展了电站关键参数的回归分析、尾水调压室设置判据、可逆式水泵-水轮机全特性曲线的理论构建以及水力过渡过程数值模拟等研究,为工程设计提供重要的科学依据。论文的主要创新点有:（1）在考虑长水道系统动态水头损失的基础上,建立了考虑尾水系统水流惯性引起的水击真空、尾水管进口处的流速水头真空及输水系统摩阻真空三者时序叠加的尾水调压室设置新判据以及尾水系统极限长度的数学模型。并从理论和实例应用角度与其他判据进行了对比。结果表明:尾水调压室设置新判据考虑的影响因素更为全面,判定的结果更符合实际,可作为中、低水头水电站（包括抽水蓄能电站）尾水调压室设置必要性的初步判别标准。（2）根据现有多座抽水蓄能电站水泵水轮机模型转轮的全特性曲线,建立了全特性曲线上各特征工况点集特征参数与最优工况比转速及导叶相对开度间的显性函数关系,提出了基于修正的内特性解析理论构建出混流式水泵水轮机全特性曲线的方法,从而可以有效提高初步设计阶段水力过渡过程计算的准确性。（3）在统计分析20座水头范围涵盖高、中、低水头的抽水蓄能电站相关设计参数的基础上,提出了吸出高度、水轮机工况和水泵工况比转速及机组飞轮力矩等关键参数新的经验公式,用于电站水力过渡过程数值模拟及判断调压室设置必要性,为电站设计提供参考。（4）提出了缺乏资料情况下,初步进行电站水力过渡过程预测模拟的方法,并以国内两座抽水蓄能电站为例,论证了该方法的实用性。
二、论水轮机调速器最佳参数的选定（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、论水轮机调速器最佳参数的选定（论文提纲范文）
（1）抽水蓄能与电化学储能联合参与电网负荷频率控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展 |
| 1.2.1 抽水蓄能研究现状与发展 |
| 1.2.2 电化学储能研究现状与发展 |
| 1.2.3 多类型储能系统联合调频研究现状与发展 |
| 1.2.4 LFC策略研究现状与发展 |
| 1.2.5 需求响应策略研究现状与发展 |
| 1.3 本文的研究工作 |
| 第二章 抽水蓄能电站负荷频率控制研究 |
| 2.1 电网调频概述 |
| 2.1.1 电力系统一次调频 |
| 2.1.2 电力系统二次调频 |
| 2.2 电网调频动态模型 |
| 2.2.1 原动机及其调速器模型 |
| 2.2.2 发电机-电力系统模型 |
| 2.2.3 联络线模型 |
| 2.2.4 区域控制误差 |
| 2.2.5 非线性环节 |
| 2.3 抽水蓄能电站LFC研究 |
| 2.3.1 抽水蓄能电站等效模型 |
| 2.3.2 两区域抽水蓄能电站LFC模型 |
| 2.3.3 抽水蓄能电站LFC仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 负荷频率控制器设计及仿真分析 |
| 3.1 分数阶PID控制 |
| 3.1.1 分数阶微积分 |
| 3.1.2 分数阶PID控制器设计 |
| 3.1.3 分数阶微积分算子的近似 |
| 3.2 自抗扰控制 |
| 3.2.1 自抗扰控制器结构 |
| 3.2.2 线性自抗扰控制器设计 |
| 3.3 分数阶自抗扰控制器设计 |
| 3.4 控制器稳定性及鲁棒性仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 抽/储联合参与电网负荷频率控制研究 |
| 4.1 电化学储能参与电网调频的可行性分析及其原理 |
| 4.1.1 电化学储能参与电网调频的可行性分析 |
| 4.1.2 电化学储能调频原理 |
| 4.2 电化学储能与抽水蓄能联合LFC模型构建 |
| 4.2.1 储能电池调频特性参数选择 |
| 4.2.2 电化学储能等效电源模型构建 |
| 4.2.3 计及需求响应的抽/储联合系统LFC模型 |
| 4.3 抽/储联合系统LFC仿真分析 |
| 4.3.1 发电和抽水工况下抽/储联合LFC仿真 |
| 4.3.2 电化学储能阶段LFC仿真 |
| 4.3.3 考虑需求响应的抽/储联合LFC仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读硕士学位期间成果) |
| 1、攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 2、攻读硕士学位期间受理的发明专利 |
| 3、攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
（2）大功率缺失下广域电网主动频率响应控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及必要性 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究必要性 |
| 1.2 利用主动频率响应提升系统频率安全稳定性 |
| 1.2.1 频率响应在安全稳定控制中的功能 |
| 1.2.2 主动频率响应控制内涵及可行性分析 |
| 1.2.3 主动频率响应与惯性、二次调频的匹配 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 传统被动频率响应研究现状 |
| 1.3.2 主动频率响应控制框架与其主要环节内容研究现状 |
| 1.4 本文研究思路与主要内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 2 主动频率响应控制思想与控制方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主动频率响应控制思想 |
| 2.3 主动频率响应控制方案 |
| 2.3.1 “离线分析、在线应用”控制框架 |
| 2.3.2 主要环节内涵分析 |
| 2.4 主动频率响应控制基础 |
| 2.5 主动频率响应控制策略 |
| 2.5.1 主要控制要素分析 |
| 2.5.2 控制策略制定 |
| 2.6 仿真算例及结果分析 |
| 2.6.1 仿真系统及相关说明 |
| 2.6.2 不同控制策略仿真效果对比 |
| 2.6.3 不同响应延时下的控制策略仿真效果对比 |
| 2.6.4 不同扰动等级下的控制策略仿真效果对比 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 主动频率响应控制典型场景生成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 运行场景聚类输入 |
| 3.2.1 运行场景生成 |
| 3.2.2 聚类输入确定 |
| 3.2.3 频率最低点估算 |
| 3.3 基于改进模糊C均值聚类的主动频率响应控制典型场景生成 |
| 3.3.1 模糊C均值聚类算法 |
| 3.3.2 聚类有效性指标及最佳聚类数选取 |
| 3.3.3 典型场景生成及验证 |
| 3.3.4 实现流程 |
| 3.4 仿真算例及结果分析 |
| 3.4.1 仿真系统及相关说明 |
| 3.4.2 方法有效性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 电网频率安全程度分级 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电网频率响应特性 |
| 4.2.1 频率响应动态过程 |
| 4.2.2 频率响应影响因素 |
| 4.3 基于暂态最低频率的电网频率安全程度分级 |
| 4.3.1 暂态最低频率估算 |
| 4.3.2 分级原则 |
| 4.3.3 分级计算流程 |
| 4.4 仿真算例及结果分析 |
| 4.4.1 改进新英格兰IEEE 10机39节点系统算例 |
| 4.4.2 河南电网算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 主动频率响应控制同调机群辨识 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 主动频率响应控制同调辨识输入 |
| 5.3 基于支持向量聚类的主动频率响应控制同调机群辨识 |
| 5.3.1 最小包围超球计算 |
| 5.3.2 同调机群分配 |
| 5.3.3 分群方式选取 |
| 5.3.4 实现流程 |
| 5.4 主动频率响应控制分群效果评估 |
| 5.5 仿真算例及结果分析 |
| 5.5.1 改进新英格兰IEEE 10机39节点系统算例 |
| 5.5.2 河南电网算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 主动频率响应模型预测控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 频率变化各阶段控制目标 |
| 6.3 含多类电源的互联电力系统频率响应模型 |
| 6.3.1 区域频率响应模型 |
| 6.3.2 区域状态空间方程 |
| 6.3.3 区域状态空间模型 |
| 6.4 主动频率响应模型预测控制策略 |
| 6.4.1 模型预测控制器设计 |
| 6.4.2 模型预测控制策略制定 |
| 6.5 仿真算例及结果分析 |
| 6.5.1 两区域互联电力系统算例 |
| 6.5.2 河南电网算例 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）电力系统频率闭环分析与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 电力系统超低频振荡的具体现象 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超低频振荡现象及调速器设计 |
| 1.2.2 超低频振荡现象的研究模型 |
| 1.2.3 设计PSS解决超低频振荡 |
| 1.2.4 对超低频振荡的命名 |
| 1.3 研究意义及目标 |
| 1.4 本文主要的研究工作 |
| 第二章 单机供孤立负荷的频率闭环模型 |
| 2.1 单机供孤立负荷的线性化模型 |
| 2.1.1 微分方程组 |
| 2.1.2 励磁系统 |
| 2.1.3 调速系统 |
| 2.1.4 代数方程组 |
| 2.1.5 端口电压方程 |
| 2.1.6 单机供孤立负荷的线性化模型 |
| 2.2 讨论 |
| 2.2.1 励磁系统和PSS的作用 |
| 2.2.2 一种特殊的情况 |
| 2.2.3 阻尼转矩分析法分析原动系统对超低频振荡模式的作用的适用性 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 电力系统转子共同运动模式 |
| 3.1 基于不变流形理论的模型降阶方法 |
| 3.1.1 时不变系统 |
| 3.1.2 线性时不变系统 |
| 3.1.3 线性时不变奇异摄动系统 |
| 3.2 电力系统转子共同运动模式的导出和计算 |
| 3.2.1 电力系统转子动态线性方程组 |
| 3.2.2 转子共同运动模式的推导 |
| 3.2.3 转子共同运动模式与功角振荡模式的解耦 |
| 3.2.4 对转子共同运动模式的几点讨论 |
| 3.3 算例与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 防止频率闭环失稳的调速器设计方法 |
| 4.1 防止单机系统频率闭环失稳的调速器设计方法 |
| 4.1.1 单机系统频率闭环模型 |
| 4.1.2 防止水电机组单机频率闭环失稳的水轮机调速器参数优化 |
| 4.2 防止多机系统频率闭环失稳的调速器独立设计方法 |
| 4.2.1 奈奎斯特稳定判据及其推论 |
| 4.2.2 基于奈奎斯特图的多机调速器独立设计方法 |
| 4.3 算例与分析 |
| 4.3.1 水电机组单机供孤立负荷的调速器参数优化例子 |
| 4.3.2 防止多机系统频率闭环失稳的调速器参数优化例子 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 提升频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.1 提升单机系统频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.2 提升多机系统频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.2.1 Modal Induced Torque Coefficients理论 |
| 5.2.2 基于MITC的多机系统PSS设计方法 |
| 5.3 算例与分析 |
| 5.3.1 四机两区域系统 |
| 5.3.2 IEEE 68节点16机系统 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录A 附录 |
| A.1 四机两区域系统 |
| A.1.1 发电机模型及其参数 |
| A.1.2 励磁系统模型及其参数 |
| A.1.3 调速系统模型及其参数 |
| A.2 IEEE 68节点16机系统 |
| A.2.1 发电机模型及其参数 |
| A.2.2 励磁系统模型及其参数 |
| A.2.3 调速系统模型及其参数 |
| A.2.4 PSS模型及其参数 |
| A.3 单机供孤立负荷工况下的水轮机调速器参数优化模型的求解程序 |
| A.4 基于奈奎斯特图的多机水轮机调速器独立设计方法的计算程序 |
| A.5 提高发电机阻尼系数D总能提高频率闭环的稳定性 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）基于PCC调速器的轴流转桨式水轮机协联优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及工程意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴流转桨式水轮机的特点及协联特性 |
| 1.2.2 PCC调速器的特点和发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于PCC的双调型调速器 |
| 2.1 双调型调速器调速系统结构 |
| 2.2 PCC的硬件配置 |
| 2.2.1 PCC主机简介 |
| 2.2.2 测频模块 |
| 2.2.3 双机冗余配置 |
| 2.3 软件结构 |
| 2.4 双调型调速器的控制算法 |
| 2.4.1 位置型数字PID控制算法 |
| 2.4.2 增量式数字PID算法 |
| 2.4.3 增量式数字PID算的优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 协联优化试验的参数测定 |
| 3.1 水轮机现场试验标准依据 |
| 3.2 协联关系 |
| 3.3 协联测试参数 |
| 3.3.1 流量的测量 |
| 3.3.2 工作水头测取 |
| 3.3.3 功率的测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 轴流转桨式水轮机数学协联模型 |
| 4.1 协联装置的发展历程 |
| 4.1.1 纯机械协联装置 |
| 4.1.2 机械电气协联装置 |
| 4.1.3 模拟协联装置 |
| 4.1.4 数字协联装置 |
| 4.2 数字协联的基本原理 |
| 4.2.1 一次插值模型 |
| 4.2.2 二次插值模型 |
| 4.3 PCC调速器程序优化 |
| 4.4 机组调节系统数学建模现场试验 |
| 4.4.1 水轮机调速器测试系统信号通道率定 |
| 4.4.2 调速器测频回路校验 |
| 4.4.3 永态转差系数B_p校核试验 |
| 4.4.4 调节器PID参数值校验(静态) |
| 4.4.5 导叶开启动作特性 |
| 4.4.6 接力器静态时间常数T_Y测定 |
| 4.4.7 人工频率死区检查校验(动态) |
| 4.4.8 水轮机水流时间常数T_W辨识(动态) |
| 4.4.9 甩负荷试验 |
| 4.4.10 调速系统数学模型参数整定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 协联关系优化的现场试验 |
| 5.1 试验原理 |
| 5.2 求取最优协联关系 |
| 5.3 协联试验的技术方案 |
| 5.3.1 试验设备 |
| 5.3.2 试验水头选取 |
| 5.3.3 机组运行数据的获取与处理 |
| 5.3.4 试验方法 |
| 5.4 协联关系分析 |
| 5.4.1 水轮机协联优化试验数据综合分析 |
| 5.4.2 试验结果评价 |
| 5.5 振动分析 |
| 5.5.1 机组摆度分析 |
| 5.5.2 机组水平振动分析 |
| 5.5.3 机组垂直振动分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要成果 |
| 6.2 现状及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）抽水蓄能机组调节系统非线性建模、辨识及优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 水泵水轮机数学建模研究与发展现状 |
| 1.3 抽水蓄能机组系统辨识研究现状 |
| 1.4 抽水蓄能机组调节系统控制优化研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 抽水蓄能机组调节系统建模研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 抽水蓄能机组调节系统数学模型 |
| 2.3 基于最小二乘支持向量机的水泵水轮机非线性模型 |
| 2.4 抽水蓄能机组调节系统数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 抽水蓄能机组调节系统参数辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽水蓄能机组模型参数辨识的问题描述 |
| 3.3 基于改进鲸鱼算法的抽水蓄能机组调节系统参数辨识 |
| 3.4 实例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于BiLSTM神经网络的抽水蓄能机组模型辨识 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BiLSTM模型辨识方法 |
| 4.3 基于BiLSTM神经网络的抽水蓄能机组非线性模型辨识 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于辨识模型的优化控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 抽水蓄能机组调节系统不确定奇异时滞模型 |
| 5.3 抽水蓄能机组调节系统不确定奇异时滞模型性能分析 |
| 5.4 基于抽水蓄能机组辨识模型的PID优化控制策略 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于多目标优化的抽水蓄能机组导叶关闭规律研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 抽水蓄能机组导叶关闭规律优化问题描述 |
| 6.3 改进多目标灰狼算法(Improved Multi-objective Grey Wolf OptimizationAlgorithm) |
| 6.4 抽蓄机组导叶关闭规律多目标优化模型 |
| 6.5 基于IMOGWO的导叶关闭规律优化策略 |
| 6.6 仿真实例分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 下一步研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1:攻读博士期间发表论文 |
| 附录2:攻读博士期间完成和参与科研项目 |
| 附录3:攻读博士期间所获奖项 |
| 附录4:CF和UF测试函数 |
（6）基于MATLAB的水轮发电机组小波动过渡过程仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 仿真的意义和价值 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 工作方案的可行性分析 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 2 水轮机特性建模 |
| 2.1 常见的水轮机特性曲线处理方法 |
| 2.2 水轮机模型综合特性曲线识别 |
| 2.3 水轮机特性曲线的处理 |
| 2.3.1 高效率区的数据读取 |
| 2.3.2 低效率区的数据读取 |
| 2.3.3 全特性曲线的数据导出 |
| 2.4 小结 |
| 3 建立水轮机调节系统数学模型 |
| 3.1 调节系统的组成 |
| 3.2 压力引水管道数学模型 |
| 3.3 水轮机数学模型 |
| 3.3.1 水轮机的模块分析 |
| 3.3.2 线性水轮机模型 |
| 3.3.3 非线性水轮机模型 |
| 3.4 调速器数学模型 |
| 3.4.1 调速器模块分析 |
| 3.4.2 PID调速器模型 |
| 3.5 电液随动系统数学模型 |
| 3.6 发电机数学模型 |
| 3.7 水轮机调节系统的数学模型 |
| 3.8 调节系统状态方程分析 |
| 3.9 小结 |
| 4 水轮发电机组小波动过渡过程仿真 |
| 4.1 一管三机水轮机调节系统建模 |
| 4.2 计算工况 |
| 4.3 水轮机调节系统仿真分析 |
| 4.3.1 水轮机调节系统动态特性分析 |
| 4.3.2 水轮机调节系统特点 |
| 4.4 小波动计算参数选定 |
| 4.5 小波动计算结果 |
| 4.5.1 电站基本资料 |
| 4.5.2 稳定域 |
| 4.5.3 调节品质 |
| 4.6 推荐整定参数 |
| 4.7 小波动过渡过程总结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）清洁能源发电系统预防性维修决策技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 清洁能源发展现状 |
| 1.1.2 我国清洁能源发电行业现行维修策略缺点 |
| 1.1.3 研究清洁能源发电设备先进维修决策技术的必要性 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 设备维修决策技术 |
| 1.2.2 RCM理论及应用研究 |
| 1.2.3 水电和风电发电设备维修决策技术 |
| 1.2.4 维修决策支持系统研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文研究技术路线 |
| 1.3.3 论文结构 |
| 2 RCM基本模型及发电设备应用分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 以可靠性为中心的维修决策理论 |
| 2.2.1 RCM的基本思想 |
| 2.2.2 RCM基本分析方法 |
| 2.2.3 RCM理论实施过程 |
| 2.3 水电和风电发电设备特点 |
| 2.3.1 水轮发电机组类型 |
| 2.3.2 灯泡贯流式机组系统划分 |
| 2.3.3 风力发电机组类型 |
| 2.3.4 风力发电机组系统划分 |
| 2.3.5 水电设备故障特点 |
| 2.3.6 风电设备故障特点 |
| 2.4 发电设备现行运维技术及RCM实施方案 |
| 2.4.1 桃源水电站设备基本情况 |
| 2.4.2 张北坝头风电场设备基本情况 |
| 2.4.3 传统RCM理论实际应用中的不足 |
| 2.4.4 对RCM理论的改进 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于灰色理论的发电设备故障危害度等级分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 发电设备故障数据分析 |
| 3.2.1 发电设备故障数据的收集 |
| 3.2.2 水电故障数据统计 |
| 3.2.3 风电故障数据统计 |
| 3.3 发电设备故障模式、影响及危害度分析(FMECA) |
| 3.3.1 FMECA基本概念 |
| 3.3.2 发电设备FMECA实施基础 |
| 3.3.3 建立发电设备的FMECA表 |
| 3.4 发电设备故障危害度分析及改进 |
| 3.4.1 危害性矩阵分析法 |
| 3.4.2 传统FMECA中故障危害度分析存在的问题 |
| 3.4.3 基于灰色理论的发电设备故障危害度分析 |
| 3.4.4 应用案例 |
| 3.5 发电设备FMECA的实用性改进 |
| 3.5.1 故障发生后快速定位故障原因 |
| 3.5.2 实现一般性FMECA分析结果与特定环境FMECA分析对比 |
| 3.5.3 实现与可靠性指标、SCADA监测数据关联 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于支持向量回归机威布尔分布的可靠性分析模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设备可靠性分析基础 |
| 4.2.1 设备可靠性量化分析流程 |
| 4.2.2 可靠性量化指标确定 |
| 4.3 发电设备寿命分布模型 |
| 4.3.1 威布尔分布模型 |
| 4.3.2 威布尔分布模型参数估计方法 |
| 4.4 基于支持向量回归机的威布尔分布模型参数估计 |
| 4.4.1 线性ε-带支持向量回归机 |
| 4.4.2 支持向量回归机参数选择 |
| 4.4.3 估计精度的评价 |
| 4.4.4 应用实例 |
| 4.4.5 样本量大小对参数估计精度的影响分析 |
| 4.5 发电设备可靠性分析实例 |
| 4.5.1 灯泡贯流式机组宏观可靠性指标 |
| 4.5.2 灯泡贯流式机组子系统级微观可靠性指标 |
| 4.5.3 风力发电机组宏观可靠性指标 |
| 4.5.4 风力发电机组子系统级微观可靠性指标 |
| 4.5.5 风力发电机组部件微观可靠性指标 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于熵理论的RCM决策模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 发电设备重要度分析 |
| 5.2.1 发电设备重要度影响因素 |
| 5.2.2 基于蒙特卡洛方法的发电设备重要度分析模型 |
| 5.2.3 对发电设备子系统级、部件级重要度分析实例 |
| 5.3 基于熵理论的以可靠性为中心预防性维修决策 |
| 5.3.1 发电设备预防性维修策略目标 |
| 5.3.2 发电设备预防性维修策略的确定依据 |
| 5.3.3 基于费用最低的发电设备预防性维修模型 |
| 5.3.4 基于可用度的发电设备定期维修模型 |
| 5.3.5 基于熵理论的以可靠性为中心发电设备预防性维修决策模型 |
| 5.3.6 水电和风电实例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 发电设备预防性检修维护辅助决策系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统总体设计 |
| 6.2.1 系统总体结构 |
| 6.2.2 系统功能分析 |
| 6.3 系统数据库设计与管理 |
| 6.3.1 数据库结构及构建方法 |
| 6.3.2 数据库内容及作用 |
| 6.4 系统模型库设计与管理 |
| 6.5 系统知识库设计与管理 |
| 6.6 发电设备预防性检修维护辅助决策系统的实现 |
| 6.6.1 系统交互界面 |
| 6.6.2 故障数据录入 |
| 6.6.3 故障模式、影响及危害度分析(FMECA) |
| 6.6.4 故障数据统计分析 |
| 6.6.5 发电设备可靠性分析 |
| 6.6.6 发电设备维修决策及优化 |
| 6.7 案例分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（8）高水头水电站超标振动特性与开机优化控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于水电站状态监测系统的振动特性研究 |
| 1.2.2 固定负荷下不同水头时水电站振动特性研究 |
| 1.2.3 水力发电机组开机过程振动特性研究 |
| 1.2.4 水力发电机组开机过程优化控制研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 高水头水力发电机组超标振动类型识别与响应特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水力发电机组超标振动类型 |
| 2.3 水力发电机组超标振动类型的识别 |
| 2.3.1 识别指标 |
| 2.3.2 识别流程 |
| 2.3.3 识别结果 |
| 2.4 水力发电机组超标振动响应特性分析 |
| 2.4.1 超标振动响应特性分析 |
| 2.4.2 超标振动发生的运行工况参数分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 固定负荷工况下高水头水电站厂房结构振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高水头水电站厂房结构振动振源频率分析 |
| 3.2.1 水电站厂房结构振动原型观测试验 |
| 3.2.2 水电站厂房结构振动振源频率理论计算 |
| 3.2.3 水电站厂房结构振动振源频率实测分析 |
| 3.3 多振源混叠的自适应变分模态分解方法AVMD |
| 3.3.1 信号分解方法概述 |
| 3.3.2 自适应变分模态分解原理 |
| 3.3.3 自适应变分模态分解仿真信号分析 |
| 3.4 高水头水电站厂房结构振动多振源的AVMD分解与特性分析 |
| 3.4.1 水电站厂房结构振动振源信号分解 |
| 3.4.2 水电站厂房结构不同振源振动特性分析 |
| 3.5 高水头水电站厂房结构多振源振动的自相关频谱分析 |
| 3.6 高水头水电站厂房结构多振源振动的灰色关联度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 开机过程高水头水电站厂房结构振动特性与优化控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开机过程高水头水电站厂房结构振动特性分析 |
| 4.2.1 连续小波变换分析方法 |
| 4.2.2 振动特性的时频分析 |
| 4.3 机组开机过程优化控制的影响因素与控制指标 |
| 4.3.1 机组开环开机过程计算方法 |
| 4.3.2 机组开环开机过程优化控制的影响因素 |
| 4.3.3 机组开环开机过程优化控制的控制指标 |
| 4.3.4 机组开环开机优化控制的相关性分析 |
| 4.4 机组开机过程单目标优化控制方法 |
| 4.4.1 单目标优化基本原理及优化流程 |
| 4.4.2 机组开机过程单目标优化控制结果与分析 |
| 4.5 机组开机过程多目标优化控制方法 |
| 4.5.1 多目标优化基本原理及优化流程 |
| 4.5.2 多目标优化Pareto二次占优解集 |
| 4.5.3 机组开机过程多目标优化控制结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论与创新点 |
| 5.1.1 主要结论 |
| 5.1.2 创新点 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）水轮机调节系统非线性建模与动力学分析及参数优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 水轮机调速器及其控制策略研究现状 |
| 1.3.2 水力机组过渡过程研究现状 |
| 1.3.3 水力机组调节系统模型研究现状 |
| 1.3.4 调速器参数整定研究现状 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 第二章 水力机组调节系统数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有压过水系统数学模型 |
| 2.2.1 基本传递矩阵 |
| 2.2.2 调压井 |
| 2.2.3 引水隧洞 |
| 2.2.4 压力引水管道 |
| 2.3 水轮机数学模型 |
| 2.3.1 线性水轮机模型 |
| 2.3.2 非线性水轮机模型 |
| 2.4 水轮发电机数学模型 |
| 2.5 调速器数学模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水轮机调节系统非线性建模与动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高维系统的Hopf分叉理论及其代数判据 |
| 3.3 弹性水击水轮机调节系统非线性建模与仿真 |
| 3.3.1 分叉及动力学仿真 |
| 3.3.2 频率扰动分析 |
| 3.3.3 负荷扰动分析 |
| 3.3.4 无扰动分析 |
| 3.3.5 与刚性水击非线性模型对比分析 |
| 3.4 弹性水击带调压井的水轮机调节系统非线性建模与仿真 |
| 3.4.1 分叉及动力学仿真 |
| 3.4.2 频率扰动分析 |
| 3.4.3 负荷扰动分析 |
| 3.4.4 调压井断面面积对系统稳定性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于遗传算法优化参数的模糊自适应PID控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊自适应整定PID控制器原理 |
| 4.3 基于遗传算法优化参数的模糊自适应PID控制器 |
| 4.3.1 遗传算法优化参数流程 |
| 4.3.2 遗传算法优化模糊PID控制器 |
| 4.3.3 遗传算法编码规则的设计 |
| 4.3.4 遗传算法运行参数的选择 |
| 4.3.5 遗传算法优化模糊控制器适应度函数的选择 |
| 4.3.6 模糊自适应PID控制器设计 |
| 4.4 算例仿真分析 |
| 4.4.1 频率扰动 |
| 4.4.2 负荷扰动 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于Simulink的水轮机调节系统建模与仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹性水击带调压井系统非线性模块的建立 |
| 5.2.1 仿真验证 |
| 5.2.2 被控系统参数对调节品质的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A(攻读学位期间参加的科研项目和学术会议) |
| 附录 B(攻读学位期间发表的论文情况) |
（10）水电站尾水调压室设置判据及水泵水轮机全特性理论构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及进展 |
| 1.2.1 水电站中的水力过渡过程 |
| 1.2.2 尾水调压室设置判据 |
| 1.2.3 全特性曲线构建及特性变换 |
| 1.3 论文研究工作 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 水电站关键参数的回归分析 |
| 2.1 吸出高度 |
| 2.2 比转速 |
| 2.3 飞轮力矩 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 尾水调压室设置判据 |
| 3.1 判据适用条件分析 |
| 3.2 新判据推导 |
| 3.2.1 刚性水击方程 |
| 3.2.2 尾水系统极限长度[Lw] |
| 3.3 判据对比分析 |
| 3.3.1 理论对比 |
| 3.3.2 实例验证 |
| 3.4 尾水调压室设置经验曲线 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 全特性曲线的理论构建 |
| 4.1 数学模型 |
| 4.2 特征工况点分析 |
| 4.2.1 O_i、C_i特征点集的确定 |
| 4.2.2 A_i、R_i特征点集的确定 |
| 4.2.3 B_(1i)、B_(2i)特征点集的确定 |
| 4.3 全特性曲线的实例构建分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工程实例分析 |
| 5.1 水力过渡过程仿真的数学模型 |
| 5.1.1 管道水击方程 |
| 5.1.2 基本边界条件 |
| 5.1.3 水轮机组边界条件 |
| 5.2 数值模拟验证 |
| 5.3 实例应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、论水轮机调速器最佳参数的选定（论文参考文献）
- [1]抽水蓄能与电化学储能联合参与电网负荷频率控制技术研究[D]. 和婧. 昆明理工大学, 2021(01)
- [2]大功率缺失下广域电网主动频率响应控制研究[D]. 晋萃萃. 大连理工大学, 2020(01)
- [3]电力系统频率闭环分析与控制[D]. 莫维科. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]基于PCC调速器的轴流转桨式水轮机协联优化[D]. 张慧琳. 广西大学, 2020(02)
- [5]抽水蓄能机组调节系统非线性建模、辨识及优化控制研究[D]. 丁坦. 华中科技大学, 2020(01)
- [6]基于MATLAB的水轮发电机组小波动过渡过程仿真研究[D]. 赵晨夕. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [7]清洁能源发电系统预防性维修决策技术研究[D]. 尹浩霖. 西安理工大学, 2019
- [8]高水头水电站超标振动特性与开机优化控制研究[D]. 刘卓. 天津大学, 2019(06)
- [9]水轮机调节系统非线性建模与动力学分析及参数优化[D]. 张记坤. 昆明理工大学, 2019(04)
- [10]水电站尾水调压室设置判据及水泵水轮机全特性理论构建[D]. 黄伟. 清华大学, 2018