一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法，用于对水电机组进行优化控制，该控制参数优化方法具体为：首先建立水轮机调节系统的多工况非线性仿真平台，初步确定控制参数的调节范围。接着设置模糊粒子群算法的种群规模、进化代数等参数，并进行种群初始化。最后根据目标函数并经过一定进化代数后，可得到最优PID控制参数。优化后的PID控制器能有效减小机组各变量的上升时间和调节时间，具有更加优异的调节品质，使机组过渡过程更符合电站实际生产需求。

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法
本专利技术涉及水轮机调节系统
，具体涉及一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法。
技术介绍
随着特高压远距离输电技术的发展，高水头大容量水轮机组的出现，为保证电网的稳定性和供电质量，对水电机组调节品质提出了更高要求。目前的水轮机调节控制系统广泛采用PID控制规律，在机组并网后，采用一组PID控制参数对机组的频率功率进行调节。随着用电负荷的变化，实际运行中的水轮机工况点会经常发生改变。由于模型参数的不断变化，定PID调节策略将难以保证水电机组的稳定运行，无法满足对调节系统控制品质的要求。同时，水轮机调速系统具有非线性、变结构、变参数等特性，这使得经典控制理论越来越难以满足更高调节品质的要求，以现代控制理论、智能控制方法为基础的新型控制策略研究已经成为发展的必然趋势。水电机组的优化控制研究主要集中在两个方面，一是在对现有调速器控制参数或结构加以优化，以满足机组优化运行的需要；二是提出新的控制策略，以促进水电机组调速器的发展。对于调速器控制参数的整定优化，典型的正交法或梯度法具有对初始参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括以下步骤：/n步骤1：建立水轮机调节系统多工况的非线性模型，在matlab/simulink中搭建相应的仿真平台；/n步骤2：生成原种群并初始化模糊粒子群算法参数；/n步骤3：将原种群的每个候选解代入仿真平台进行仿真，根据目标信号与响应信号的误差计算ITAE指标目标函数值,记录原种群局部和全局历史的最优解，所述ITAE指标目标函数值的计算公式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种水轮机调节系统PID控制参数的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括以下步骤：
步骤1：建立水轮机调节系统多工况的非线性模型，在matlab/simulink中搭建相应的仿真平台；
步骤2：生成原种群并初始化模糊粒子群算法参数；
步骤3：将原种群的每个候选解代入仿真平台进行仿真，根据目标信号与响应信号的误差计算ITAE指标目标函数值,记录原种群局部和全局历史的最优解，所述ITAE指标目标函数值的计算公式如下：



式中，n为仿真时间，e(n)为目标信号与响应信号的误差；
步骤4：通过模糊粒子群算法对原种群的每一个粒子进行迭代计算,得到原种群中所有粒子下一时刻的速度和位置，将下一时刻的种群作为新种群，其中，迭代计算的公式如下：



式中：表示在t+1次迭代中第i个粒子的第j维变量所对应的速度和位置，w为惯性权重；c1和c2为学习因子；t是迭代次数；和gj分别是个体历史最优位置和群体历史最优位置。和分别代表在t次迭代中第i个粒子的第j维变量所对应的速度和位置；



式中，vi(t+1)表示在t+1次迭代中第i个粒子的速度和位置，scale变量搜索区间的长度，rand为0至1之间的随机数，e是自然常数，r是两个粒子之间的欧式距离；
步骤5：计算新种群的ITAE指标目标函数值，若新种群的ITA...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢波，吴道平，肖志怀，蒙淑平，何钧，查海涛，李超顺，刘东，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36