一、水轮机传递系数计算方法的比较研究（论文文献综述）
张艳春[1]（2021）在《双馈变速抽水蓄能机组分岔特性分析》文中研究指明随着风电、光伏等可再生能源大规模并入电网,电网对抽水蓄能电站的需求与日俱增,因此针对抽水蓄能机组的稳定性研究就显得尤为重要。由于抽水蓄能机组在运行过程当中频繁启停机和工况转换的稳定性问题成为了制约抽蓄电站发展的关键,而双馈变速机组因其良好的响应特性已广泛应用于抽蓄电站,因此本文针对双馈变速抽水蓄能机组在水轮机运行工况以及水泵运行工况下的数学模型进行建立并对其稳定规律性展开研究和分析,主要完成了以下三方面的工作:（1）模型建立。采用双馈电机作为抽水蓄能机组的发电/电动机。在分别建立引水系统模型、调速器模型、水泵水轮机模型、双馈电机及其控制模型的基础上,建立完整的可变速抽水蓄能机组在水轮机运行工况及水泵运行工况下的数学模型。（2）水轮机工况及水泵工况下系统的分岔判定。通过运用hopf分岔高阶判定定理,对双馈可变速抽蓄机组进行分岔判定,若系统的jacobi矩阵系数满足分岔判定定理的条件,则系统参数会在某一状态下发生分岔。由分岔定理的临界条件可以计算出系统PID参数的分岔临界值,从而可以得到系统关于PID参数的三维稳定域。并可以通过对机组动态参数的时域仿真及相空间图像进一步验证计算的准确性。（3）在固定功率控制器参数的条件下,考虑水泵水轮机的非线性特性,与线性水泵水轮机调节系统的稳定域进行对比分析;考虑弹性水击效应分别对机组在水轮机运行工况和水泵运行工况下稳定域的影响。为了进一步完善对双馈变速抽蓄机组的稳定性分析,分析机组惯性时间常数对系统PID参数的稳定域的影响。研究发现,在考虑水泵水轮机非线性特性模型时系统关于转速控制器参数的稳定域要明显小于水泵水轮机线性模型时系统关于控制器参数的稳定域大小;在考虑弹性水击效应对于双馈可变速抽蓄机组的稳定域时,在水轮机运行工况与水泵运行工况时系统受到的影响也不相同,弹性水击效应会对系统在水轮机运行工况下的稳定域产生恶化的效应,但在水泵工况下运行时,系统并不会受到太大影响。同时在考虑分析机组惯性时间常数变化对PID参数稳定域的影响时,发现机组惯性时间常数越大转速控制器参数稳定域也就越大,说明Ta的增大,使系统有更大的稳定可调范围,对系统的稳定性产生正向效应。
卫皓娟[2]（2021）在《典型工况下抽水蓄能电站隐藏吸引子存在性与系统稳定性研究》文中认为抽水蓄能电站作为电网调度、新能源电力消纳、网源协调等灵活可调性电源,其稳定运行对电力安全和能源安全至关重要。随着风光间歇性能源的高比例入网加剧了电网的波动,抽水蓄能由于复杂工况切换与水机电耦合行为会表现出丰富的动力学行为,甚至出现更繁杂混沌特性,影响着系统动力稳定性。隐藏吸引子作为一种特殊的混沌状态,其存在会造成系统因不期望吸引子被扰动导致转速等突然变化,使得系统振动变得难以预测,是影响电站稳定安全运行的一个内在诱发因子。本文针对抽水蓄能电站的水轮机、水泵和水泵断电工况,研究不同工况下隐藏吸引子存在性及其系统动力稳定性的影响规律,取得研究成果如下:（1）针对水轮机运行状况,结合各类非线性分析工具（分岔图、时域图、相图、李雅普诺夫指数谱图、以及吸引盆图等）,以调节参数kp和分数阶阶次?为可控参数,研究从整数阶到分数阶对调节系统的分岔特性与稳定性的影响。通过数值模拟发现,当系统调节参数kp?5.3时,平衡点是稳定的,同时系统产生的混沌吸引子的吸引盆不与平衡点邻域有交集,说明系统存在隐藏吸引子。其次,结合分数阶具有记忆与历史依赖性推广到分数阶模型,分析不同阶次下系统的状态进入混沌方式,观察吸引盆可以得出,不同开度初始值会导致水轮机调节系统稳定性发生改变,使得系统由于存在隐藏吸引子而导致系统不同动力学行为。（2）以水泵水轮机调节系统为研究对象,通过研究水泵水轮机调节系统平衡点与隐藏吸引子存在性关系,结合lyapunov指数谱图、分岔图、时域图和吸引盆图等非线性动力学分析工具,多角度地分析了系统在稳态与泵断电暂态不同工况下随着调节参数kd以及不同导叶开度y的稳定与分岔特性,研究了系统依赖调节参数kd与导叶开度初值变化的稳定性演化规律。结果表明,随着调速器参数kd变化,系统不存在任何平衡点,而系统出现了渐进稳定、极限环、混沌等动力学行为,说明了系统中存在隐藏吸引子,结合分岔图等工具研究了系统中隐藏动力学行为,同时,得出了考虑调速器非线性特征对系统稳定性有着明显影响,此外,还表明了导叶开度y较小与变化较慢可以改善系统在暂态过程中稳定性性能。（3）吸引盆是研究系统吸引子与稳定性的一个工具,数值地划分了系统稳定与复杂运动的初值空间。通过研究吸引盆随着导叶开度等不同初值的变化规律,全面观察了不同工况下系统所蕴含的丰富动力学行为,其中包括了混沌、拟周期运动、极限环、收敛、发散等,其次反映了不同运行工况能够改变吸引盆拓扑形态,并且水轮机工况下相比于水泵工况吸引盆的拓扑形态更复杂,这与实际运行相符。隐藏吸引子存在导致系统可能会因初值微小改变出现转速调节失控等混沌振荡现象,这在实际电站运行过程中是值得重视的。
刘公成[3]（2020）在《不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估》文中研究指明水力发电系统是一类具备非线性、耦合性和随机性等特点的复杂非线性动力系统,系统中的机械、电磁和水力等因素彼此之间相互影响、相互制约。完整的水力发电系统包含水轮发电机系统、引水系统和调速控制系统,这三个重要子系统之间虽然具有不同的物理属性,参数的量级也不尽相同,但通过系统内部的耦联形成一个统一运行的水-机-电耦合系统。其中任意子系统的状态发生变化,均会通过耦联机制对整个水力发电系统产生影响。以水力发电系统为研究对象,考虑到其作为典型的水-机-电耦合系统,受到干扰后,系统的稳定性和动态响应随时间推移会发生变化。将实际中影响机组稳定运行的扰动转化为激励的形式进而引入到模型中,分析不同激励下水力发电系统运行的稳定性和动态特性。本论文研究的主要内容和结果如下:（1）水轮发电机组的稳定性可以用机组的振动、摆度以及压力脉动这些参数进行表征,其中振动是是衡量机组稳定性最直接、最重要的指标。影响水力稳定性的因素相对比较复杂,尾水管涡带是影响水力发电系统稳定性的关键因素之一。为了深入研究水力发电系统在压力脉动影响下的稳定性与振动特性,基于水轮机调节系统与轴系耦联关系,建立包含调节系统与轴系的耦合动力学模型并引入尾水管压力脉动作为水力激励。揭示了系统不同组成要素之间的非线性耦合关系及不同机械系统参数对系统振动特征的影响规律。研究成果为探究压力脉动影响下的稳定机理提供一定的理论参考。（2）时滞现象经常出现在许多实际机械和电气系统中,如电网、过程控制系统和工程系统。虽然在许多工程实践中,时间延迟很小,但对非线性系统的稳定性和可控性仍有很大的负面影响。考虑到机械系统中惯性和间隙的影响,将时滞通过系统参数引入到水轮机调节系统中,利用数值模拟分析不同时滞对水轮机调节系统的稳定性的影响规律。系统在运行过程中不是一直稳定在单一工况点,而是根据网侧需求不断的进行负荷调整和工况转换,传递系数在这个过程中是不断变化的,选取与传递系数关系密切的中间变量e转化为周期激励,研究了不同时滞与不同激励强度耦合下的系统动态响应,并揭示系统随激励幅值和时滞增大过程中的失稳机理。（3）水力发电系统的稳定性受到水力发电系统的内部特性以及外部的运行条件的共同影响,内部因素与外部因素相互作用,相互影响,会出现明显的随机性。考虑水轮机会受到压力随机波动、传动结构的失效以及机械系统的固有误差的影响,在水力发电系统中的轴系模型中引入内外随机激励,并将其从传统的Lagrange体系转换到能量体系,把内外激励影响下的水力发电系统随机问题转化为对单一因素（能量）的分析。运用随机平均法把水力发电系统的随机模型用一维扩散过程来表示,运用边界分析法对系统的随机稳定性进行分析,通过确定安全域和对可靠性函数的计算,对水轮发电机的稳定性和可靠性进行了研究。
叶九三[4]（2020）在《抽水蓄能电站典型过渡过程的运行性能》文中研究指明抽水蓄能机组是一个兼具抽水和发电功能的双向运转机组,在电力系统中主要承担调峰、调频和调相等任务。正因为抽水蓄能电站在电力系统中有类似于“稳定器”的作用,因此其自身能否稳定运行尤为关键。抽水蓄能电站的运行工况有24种之多,并且每年至少经历2500余次启停,可能会在各种非设计工况下运行,如何保证抽水蓄能机组在过渡过程工况下高效稳定运行成为当下研究的热点。本论文选择抽水蓄能机组开机、调相转发电、泵工况断电且导叶拒动三个典型过渡过程作为研究对象,分别建立了适用于以上过渡过程的非线性数学模型,分析了抽水蓄能发电系统各参数的动态演化规律,给出影响机组稳定性能的建议。本论文主要从以下三个方面展开:（1）考虑压力脉动情况下抽水蓄能机组开机过渡过程性能分析。将尾水管压力脉动量化并且创新性的将压力脉动这一变量引入到水泵水轮机调节系统,建立考虑压力脉动的抽水蓄能机组数学模型。基于这一数学模型,利用数值模拟平台模拟出开机过渡过程下机组转速、流量、功角、空载电压的动态响应,最后利用稳定性能指标评价机组的稳定性能。将是否考虑压力脉动作为变量,给出考虑压力脉动下影响机组稳定性能的主要因素,为工程实际建设提供相应的理论指导。（2）抽水蓄能电站调相转发电过渡过程性能分析。利用外特性插值法获得机组该过渡过程下的动态传递系数。根据传递系数获取相应时间下的导叶开度、流量、转速和转矩等参数,建立适用于调相转发电过渡过程的数学模型。为了分析切换时间以及增负荷阶段导叶开启规律对机组整体运行性能的综合影响,选取6组典型实验案例,通过对比分析得到切换时间以及开启规律对机组稳定性能的影响。（3）抽水蓄能电站泵工况断电且导叶拒动过渡过程性能分析。对等导叶开度线上的工况点进行数值模拟,获得抽水蓄能电站泵断电且导叶拒动过渡过程数学模型。用分岔图的形式反映该过渡过程下机组外特性参数的动态演化规律,从外特性的角度分析泵断电后机组参数变化的原因。利用赫尔维茨判定方法判定影响机组稳定性的主要参数,对影响因素进行对比分析得到影响稳定性能的关键性参数,为工程实际提供技术指导。
冯陈[5]（2020）在《抽水蓄能机组系统辨识与复杂工况下控制规律研究》文中提出太阳能和风电等清洁能源想要大规模接入电网并发挥其作为绿色能源的优势,就必须借助大规模储能技术的消纳和调节。在目前已有的储能技术当中,抽水蓄能技术相比于其他形式的储能技术具有运行成熟且储量大的优点。抽水蓄能技术工况转换迅速、运行灵活性高、负荷响应速度快,可以实时跟踪电力系统的负荷变化。然而,抽水蓄能与新能源的联合运行中仍存在许多问题。大规模新能源的并网,对抽水蓄能机组的运行模式提出了新要求。更频繁的负荷调整、长时间的旋转备用、长时间的负荷工况等新要求给抽水蓄能电站的运行来了新的挑战。尤其在稳定性和安全性方面,由于可逆式机组固有的反“S”区不稳定运行特性以及调速励磁系统水-机-电能量转换过程中耦合效应日益显着,传统的抽水蓄能运行方式已无法满足新形势下电网的调节需求。在此背景之下,针对抽水蓄能机组稳定、安全和高效运行所亟需解决的关键科学问题与技术难点,本文以抽水蓄能机组系统辨识与复杂工况下控制规律研究为切入点,在充分探讨抽水蓄能调节系统各组成部分的动态机理与非线性特性的基础上,分别搭建了具有复杂过水系统的调速系统模型与调速励磁系统水-机-电耦合模型,以智能优化算法、人工神经网络、多目标优化理论、小扰动特征分析、模型预测控制方法为技术支撑,深入开展抽水蓄能机组参数辨识、模型辨识、改善反“S”区动态特性以及调速励磁耦合控制规律的研究,建立了抽水蓄能机组建模-辨识-控制层层递进的研究体系。本文的主要研究工作与创新成果如下:（1）系统研究了抽水蓄能机组调速系统和励磁系统各组成部分不同模型表达及适用条件。针对水泵水轮机反“S”区建模困难的问题,引入对数投影法和改进Suter变换对水泵水轮机全特性曲线进行预处理,解决了反“S”特性区域插值计算的多值性问题。搭建了适用于不同研究工况的带有复杂过水系统的调速系统模型与调速励磁系统水-机-电耦合模型,为后续系统辨识与复杂工况下控制规律的研究奠定了模型基础。（2）针对复杂过水系统和调速励磁耦合特性引起的参数辨识难题,研究了基于智能优化算法的参数辨识方法,引入人工羊群算法并结合Levy游走、混沌变异及弹性边界处理策略,提出了一种改进人工羊群智能优化算法,建立了基于改进人工羊群算法的参数辨识框架。通过机组的开关机过程,直接辨识复杂过水系统的管段参数;通过并网运行的调节过程,实现了调速励磁系统水-机-电耦合模型的高精度一体化参数辨识。（3）针对数据具有长期依赖关系和普通神经网络训练中面临的梯度消失问题,通过引入长短时记忆神经网络来实现带有复杂过水系统的抽水蓄能机组调速系统的高精度离线模型辨识;针对普通反向传播算法面临的训练收敛速度慢、在线调整困难的问题,引入了兼具普通BP神经网络非线性描述能力强和递推最小二乘法计算简单优点的带遗忘因子的在线序列极限学习机,实现了抽水蓄能机组调速励磁系统水-机-电耦合模型的高精度在线模型辨识。（4）针对机组低水头启动易受反“S”特性影响产生转速振荡的问题,提出了兼顾速动性和稳定性的基于多目标羊群算法的优化框架,有效抑制低水头开机时机组转速的反复振荡。为了从根本上改善抽水蓄能机组在反“S”区的动态特性,本文首次探讨了利用变速机制避免机组深入反“S”区运行的可行性,结果表明低水头工况下可以通过降低转速使机组的运行区域在全特性曲线上向左移动从而有效避免反“S”区,使机组具有更好的动态特性,也为常规定速抽水蓄能机组的改造与发展提供了新参考。（5）为了实现抽水蓄能机组调速励磁系统水-机-电能量转换过程的耦合控制,引入特征值分析法对调节系统进行小扰动稳定性分析,在此基础上给出了经典“PID+VAR+PSS”控制策略多工况下的多目标优化和决策方法。提出了一种基于带遗忘因子在线序列极限学习机的预测模型、阶梯式控制增量约束、人工羊群算法滚动优化的智能模型预测控制策略,通过不同工况下与经典控制策略对比的实验,验证了所提智能模型预测控制方法进行调速励磁耦合控制的优越性,并引入非线性动力学理论对智能模型预测控制器进行了稳定性分析。
许贝贝[6]（2020）在《水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究》文中提出在国家进行电力结构化、市场化改革大背景下,风水等随机可再生能源将会更多地被电力系统所消纳。水电作为调峰调频重要角色,将会面临更为频繁的过渡工况调节和非最优工况运行两个重要发展趋势。准确认识在非最优工况运行下水轮发电机组动态变化特征,对提高水轮发电机组系统的灵活性运行和维护区域电力系统的安全可靠性具有重要的科学意义价值。机组在非最优工况区轴系振动剧烈,以传统水轮机调节系统为核心的PID调速器控制效果无法保证发电机角速度的稳定性,这严重威胁了水轮发电机组在非最优工况区的发电可靠性。论文以水轮机调节系统发电机角速度控制与轴系振动相互作用关系为关键科学问题并对传统水轮机调节系统模型进行改进以研究水轮发电机组发电可靠性和综合性能评估问题,并取得以下三方面研究成果:1.基于最优工况设计的传统水轮机调节系统因轴系振动微小而忽略其对调速器控制的影响,这已不适应能源结构改革背景下电力系统对水轮发电机组全工况运行的新要求,故提出基于传统水轮机调节系统评估非最优工况下水轮发电机组发电可靠性建模新思路——传统调节系统与水轮发电机组轴系统模型的耦合统一围绕水轮机调节系统控制与水力发电机组轴系振动相互作用关系问题,系统论述和分析调节系统与机组轴系耦合关系和参数传递方式。通过对三种耦合方法的深入研究,进一步提高了水轮机调节系统在部分负荷或过负荷工况下的模拟精度。主要包括:（1）以水轮机调节系统中发电机角速度与水轮发电机组转子形心偏移一阶导数为耦合界面参数,实现了调速器控制与轴系振动相互作用的模型统一;选择经典调节系统模型和基于纳子峡水电站现场测量轴系偏移峰峰值数据作对比探究统一模型模拟精度。结果表明:机组轴系形心偏移不受流量变化的影响,即工况变化形心偏移值保持不变,且轴系固有频率基本保持不变。可见,通过发电机角速度耦合的水轮发电机组系统在不同工况下相互作用关系极不明显,且在轴心偏移上模拟精度较差。（2）以水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并选择经典调节系统模型与耦合统一模型仿真结果对比探究模型模拟精度。结果表明:水轮机调节系统动态响应模拟误差在稳定值无差别,在过渡过程下模拟误差超过10%。可见,基于水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型能够较好反映机组在过渡过程下调节系统与轴系振动相互作用关系,但在过渡过程中模拟误差较大。（3）以水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩为耦合界面参数,并对轴系不对中故障振动实验测量的轴心轨迹和振动频率与所建耦合统一模型仿真结果进行对比分析,发现机组固有频率模拟误差小于3%。可见,通过水力激励力、水力不平衡力和水轮机动力矩耦合的系统模型在模拟不对中故障时表现出较好的模拟精度。2.围绕非最优工况下水轮机调节系统耦合关系复杂且参数取值存在不确定性导致的发电可靠性评价困难问题,提出利用敏感性和可靠性分析工具量化不同工况下机组发电可靠性的新构想——水轮发电机组系统发电可靠性指标及其初步应用（1）稳定工况和过渡工况下模型参数不确定性分析从水电站参数设计角度对机组模型参数进行随机不确定性定义,并选择发电机角速度和发电机形心偏移作为调节系统和轴系系统模型输出值,从而得到机组在稳定运行工况和过渡工况下模型单参数敏感性排序和参数间相互作用的敏感性排序,进而确立水力发电系统发电可靠性的场景设计原则。（2）不同场景下水轮发电机组发电可靠性指标选取与评估通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,选择最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值五个动态指标作为发电可靠性评估指标,研究风水互补发电系统的故障响应、调节性能等动态特征。研究结果表明,水力发电系统调节能力对随机风低标准差和梯度风高平均值低标准差极为敏感。相反,对阵风属性指标（即风速频率、幅值和偏移量）的调节敏感性较弱。此外,快速响应（以调节时间和峰值时间表示）与稳定响应（以最小调节值、最大调节值、超调、欠调和峰值表示）之间的主导因素评价比较复杂。但当快速响应与稳定响应相一致时,就很容易对水轮发电机组动态调节性能做出评价。3.为克服传统风水互补系统以天为最小时间尺度而忽略水轮发电机组动态性能状态的经济型问题,提出一种基于秒级尺度动力学模型的经济性评估方案——资源利用度、平抑性等级和综合效益分析通过研究风电资源的时间与空间尺度效应,给出简单时空尺度等效方案,进而提出基于秒级尺度的风水互补发电系统模型风速变异系数、波动系数和平抑系数的计算方法;进一步通过设计不同可再生能源占比、不同风速干扰等场景,获取风水互补系统的动态响应,并计算年运行内的售电效益、调峰效益、节省能源效益、机组启停成本、导叶疲劳损失成本、维护成本（无导叶损失）等,全方位衡量水电站在调节风电功率变化场景下所带来的经济收益情况。初步试算结果表明,基于秒级尺度的风水互补系统的经济性评估方案是可行的。
丁坦[7]（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》文中研究表明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。
王贵荣[8]（2020）在《智能算法在水轮机调速器PID参数优化中的应用》文中指出水轮机调节系统控制对水电站的高效运行与安全生产有着重大影响。其中,调速器PID参数的整定效果对水电设备影响重大。对PID参数整定的过程进行仿真有利于了解在不同工况下水轮机的运行状态,因此,水轮机调速器PID参数整定及其仿真具有较大的研究价值。本文对水轮机调节系统进行分析,将其分为有压引水系统、PID调速器、电液随动系统、发电机和水轮机五个部分,推导出不同模块的数学模型,并在基于非线性水轮机模型的基础上搭建出水轮机调节系统数学模型。论文采用二进制编码及实数编码方法对遗传算法进行研究。提出一种具有非线性衰减的粒子群惯性环节,并结合改进动态学习因子,提出一种改进粒子群算法。将二进制编码的遗传算法、实数编码的遗传算法、改进粒子群算法运用于非线性水轮发电机组的PID调速器参数整定中,将水轮发电机组转速偏差的ITAE指标作为改进粒子群算法的适应度函数,结合电站实际参数利用matlab/simulink进行仿真。仿真结果表明,相比较于两种不同编码的遗传算法、基本粒子群算法,改进粒子群算法具有调节速度快,调节稳定的优点。改进粒子群算法优化的PID控制规律对水轮机频率扰动、负荷扰动具有较好的调节效果。
赵晨夕[9]（2020）在《基于MATLAB的水轮发电机组小波动过渡过程仿真研究》文中进行了进一步梳理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。
蒋瑞艺[10]（2019）在《水电机组一次调频稳定性与调节品质研究》文中研究指明水电机组是电力系统中重要的调频调峰电源,一次调频功能的投入对保持电网频率稳定,确保供电质量有着至关重要的作用,故水电机组一次调频的稳定性及动态品质对电网的影响不容忽视。本文针对水电机组一次调频的稳定性及调节品质进行了研究,主要内容如下:（1）建立了水电机组一次调频数学模型。在水电站引水系统弹性水击模型,调速器PI调节,水轮机线性模型的基础上,建立了水电机组一次调频总体数学模型。（2）进行了调速器功率模式下一次调频稳定性的研究。首先,推导了一次调频的总传递函数。利用劳斯-赫尔维茨稳定性判据计算得出以调速器参数为变量的运行稳定域;其次,针对某工程实例,分析了水击相长Tr、水流惯性时间常数Tw、及接力器响应时间常数Ty对稳定域的影响,得出:Tr值、Tw值和Ty值越小,稳定性越好,反之稳定性越差;同时分析了水轮机特性对稳定域的影响,找出运行范围内稳定性最不利的工况。（3）进行了机组一次调频的调节品质仿真研究。首先,分析了引水系统中水流惯性时间常数Tw以及水击相长Tr对调节品质的影响,当水流惯性时间常数Tw越小时,调节品质也越好,反之调节品质越差。水击相长Tr值为1时调节品质最差。总体而言Tw值和Tr值对机组调频影响较小;其次,分析了调速器比例增益Kp和积分增益K1对调节品质的影响,得出当比例增益Kp取值越小调节品质越优,积分增益K1取值越大调节品质越优;最后,分析了水轮机特性对一次调频调节品质的影响,得出了在固定开度下五个不同水头的工况,与额定水头条件下五个不同开度的工况,并对比分析找出其中最不利工况。
二、水轮机传递系数计算方法的比较研究（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、水轮机传递系数计算方法的比较研究（论文提纲范文）
（1）双馈变速抽水蓄能机组分岔特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 非线性动力学理论 |
| 1.2.2 抽水蓄能机组发展现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 双馈变速抽水蓄能机组数学模型 |
| 2.1 压力引水系统数学模型 |
| 2.1.1 刚性水击模型 |
| 2.1.2 弹性水击模型 |
| 2.2 调速器数学模型 |
| 2.3 双馈电机数学模型 |
| 2.4 水泵水轮机数学模型 |
| 2.4.1 水泵水轮机模型 |
| 2.4.2 水轮机工况下双馈变速抽水蓄能机组 |
| 2.4.3 水泵工况下双馈变速抽水蓄能机组 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 可变速抽水蓄能机组分岔存在性判定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分岔现象的存在性判定定理 |
| 3.3 双馈变速抽水蓄能机组分岔判定及分析 |
| 3.3.1 水轮机工况下系统动态分岔判定及分析 |
| 3.3.2 水泵工况下系统动态分岔判定及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 考虑水泵水轮机非线性模型对双馈变速机组的稳定性影响 |
| 4.1 考虑水轮机线性模型与非线性模型的仿真与对比分析 |
| 4.2 弹性水击效应对系统稳定性的影响 |
| 4.3 分析机组惯性常数对系统稳定性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）典型工况下抽水蓄能电站隐藏吸引子存在性与系统稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 抽水蓄能电站调节系统模型 |
| 1.2.2 调节系统稳定性问题 |
| 1.2.3 隐藏吸引子研究 |
| 1.3 研究目标及研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 隐藏吸引子和吸引盆理论基础 |
| 2.1 隐藏吸引子的定义及特征 |
| 2.2 隐藏吸引子的判断方法 |
| 2.3 吸引盆的定义与计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水轮机工况下调节系统隐藏吸引子存在性及动力稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮机工况下调节系统数学建模 |
| 3.2.1 水轮机调节系统整数阶模型 |
| 3.2.2 水轮机调节系统分数阶模型 |
| 3.3 动力学稳定性分析 |
| 3.3.1 系统平衡点分析及Hopf分岔 |
| 3.3.2 参数对称混沌不变性 |
| 3.3.3 系统耗散性 |
| 3.3.4 整数阶系统动力学分析 |
| 3.3.5 分数阶阶次对稳定性的影响 |
| 3.4 隐藏吸引子存在性及系统稳定性影响 |
| 3.4.1 隐藏吸引子 |
| 3.4.2 吸引盆 |
| 3.4.3 对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水泵水轮机调节系统隐藏动力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水泵水轮机调节系统数学建模 |
| 4.2.1 电动发电机模型 |
| 4.2.2 水泵水轮机组管段模型 |
| 4.2.3 液压随动系统模型 |
| 4.3 隐藏动力学研究 |
| 4.3.1 系统特性分析 |
| 4.3.2 系统动力学分析 |
| 4.3.3 系统泵断电过渡过程动力学分析 |
| 4.4 吸引盆图像分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 研究成果 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 存在不足与今后努力方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（3）不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义和依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水力发电系统模型 |
| 1.2.2 水力发电系统稳定性 |
| 1.2.3 非线性系统的其他影响因素 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 考虑尾水管压力脉动的水力发电系统稳定性与振动演化特性 |
| 2.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.1.1 水轮机调节系统模型 |
| 2.1.2 尾水管压力脉动模型 |
| 2.1.3 水轮发电机组轴系数学模型 |
| 2.1.4 水力发电系统耦合模型 |
| 2.2 模型验证 |
| 2.2.1 模型耦合的正确性验证 |
| 2.2.2 压力脉动的规律验证 |
| 2.3 耦合系统稳定性与振动分析 |
| 2.3.1 稳定性对比 |
| 2.3.2 机械因素的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 时滞和周期激励影响下的水力发电系统动态性能评价 |
| 3.1 水力发电系统建模 |
| 3.1.1 水轮机数学模型 |
| 3.1.2 压力管道系统的模型 |
| 3.1.3 发电机模型 |
| 3.1.4 调速器模型 |
| 3.1.5 传递系数 |
| 3.1.6 非线性数学模型 |
| 3.2 非线性动力学分析 |
| 3.3 周期激励影响下的系统稳定性分析 |
| 3.3.1 周期激励的引入 |
| 3.3.2 水力发电系统快慢动力学行为 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 随机激励下水力发电系统随机稳定性与可靠性分析 |
| 4.1 随机激励下轴系的建模 |
| 4.1.1 轴系模型的建立 |
| 4.1.2 外部和内部随机因素 |
| 4.1.3 哈密顿框架中的模型 |
| 4.1.4 随机平均方程 |
| 4.2 随机稳定性分析 |
| 4.3 随机可靠性分析 |
| 4.3.1 可靠性函数 |
| 4.3.2 可靠性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）抽水蓄能电站典型过渡过程的运行性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 抽水蓄能电站数学模型 |
| 1.2.2 过渡过程研究现状 |
| 1.3 研究目标、研究内容和研究方法 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 第二章 考虑压力脉动的抽水蓄能机组开机过渡过程运行性能 |
| 2.1 水泵水轮机调节系统数学模型 |
| 2.1.1 水力系统数学模型 |
| 2.1.2 机械系统数学模型 |
| 2.1.3 电力系统数学模型 |
| 2.1.4 水-机-电耦合数值模型 |
| 2.1.5 时域性能指标 |
| 2.2 并网前稳定性能分析 |
| 2.2.1 导叶开启规律 |
| 2.2.2 参数动态演化规律 |
| 2.2.3 参数敏感性分析 |
| 2.3 并网后机组参数变化规律 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 抽水蓄能电站由调相转发电过渡过程性能分析 |
| 3.1 调相转发电过渡过程数学模型 |
| 3.1.1 排气压水过渡过程 |
| 3.1.2 水泵水轮机模型及导叶变化规律 |
| 3.2 抽水蓄能电站的稳定性能分析 |
| 3.2.1 不同切换时间对机组稳定性能的影响 |
| 3.2.2 切换时间对后续指数型导叶开启规律下过渡过程的影响 |
| 3.2.3 增负荷过渡过程下不同导叶开启规律的机组稳定性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 抽水蓄能电站泵断电且导叶拒动过渡过程的性能分析 |
| 4.1 泵断电且导叶拒动过渡过程数学模型 |
| 4.1.1 参数定义及标幺化 |
| 4.1.2 水泵水轮机模型 |
| 4.1.3 压力引水系统模型 |
| 4.1.4 发电机模型 |
| 4.1.5 模型矩阵化 |
| 4.1.6 泵断电后水泵水轮机动力学行为 |
| 4.2 泵断电且导叶拒动过渡过程分析 |
| 4.3 影响机组稳定运行的参数分析 |
| 4.3.1 赫尔维茨判定理论 |
| 4.3.2 水泵水轮机调节系统稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 存在的不足与后续研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）抽水蓄能机组系统辨识与复杂工况下控制规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 抽水蓄能调节系统建模研究概述 |
| 1.3 抽水蓄能机组系统辨识研究概述 |
| 1.4 抽水蓄能机组控制规律研究概述 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 抽水蓄能机组调节系统非线性建模研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 调速器数学模型 |
| 2.3 有压过水系统数学模型 |
| 2.4 水泵水轮机数学模型 |
| 2.5 同步发电机数学模型 |
| 2.6 励磁调节器及电力系统稳定器数学模型 |
| 2.7 抽水蓄能机组调节系统数学模型 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 基于智能算法的抽水蓄能机组调节系统参数辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人工羊群优化算法及其改进 |
| 3.3 基于IASA的具有复杂过水系统的调速系统参数辨识 |
| 3.4 基于 IASA 的调速励磁系统水-机-电耦合模型参数辨识 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于神经网络的抽水蓄能机组调节系统模型辨识 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 长短时记忆神经网络与带遗忘因子的在线序列极限学习机 |
| 4.3 基于LSTM的具有复杂过水系统的调速系统离线模型辨识 |
| 4.4 基于WOS-ELM的调速励磁水-机-电耦合系统的在线模型辨识 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 改善抽水蓄能机组反“S”区动态特性的控制规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反“S”区运行问题描述 |
| 5.3 抽水蓄能机组低水头开机规律多目标优化 |
| 5.4 可变速机组避免深入反“S”区运行机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 抽水蓄能机组调速励磁耦合系统的预测控制研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 调速励磁耦合系统小扰动稳定性分析 |
| 6.3 调速励磁耦合系统多工况多目标优化 |
| 6.4 调速励磁耦合系统智能模型预测控制 |
| 6.5 对比实验及结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1:攻读博士期间发表的论文 |
| 附录2:攻读博士期间完成和参与的科研项目 |
（6）水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 能源结构现状与发展趋势 |
| 1.2.1 能源结构大转型下的水电角色 |
| 1.2.2 能源结构调整水电调节重任 |
| 1.3 水力发电系统运行稳定性研究综述 |
| 1.3.1 水轮机调节系统之发电可靠性 |
| 1.3.2 水轮发电机组轴系统之轴系振动 |
| 1.3.3 风光水多能互补分析 |
| 1.4 发电可靠性研究综述 |
| 1.4.1 敏感性分析 |
| 1.4.2 可靠性分析 |
| 1.4.3 经济性分析 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 研究思路与技术路线 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 水轮机调节系统基本模型及随机扰动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机调节系统动力学模型及其随机扰动概述 |
| 2.2.1 引水系统动态模型随机扰动 |
| 2.2.2 水轮机线性化(非线性)动态数学模型及随机扰动 |
| 2.2.3 同步发电机动态模型随机扰动 |
| 2.2.4 负荷动态模型随机扰动 |
| 2.2.5 调速器动态模型 |
| 2.2.6 励磁系统动态模型 |
| 2.2.7 水轮机调节系统任务与调节模式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水轮发电机组轴系与水轮机调节系统耦合建模 |
| 3.2.1 以发电机角速度为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.2 以水力不平衡力和水轮机动力矩为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.2.3 以水力激励力为传递参数的耦合统一建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水轮发电机组系统参数不确定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值仿真抽样方法 |
| 4.2.1 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法原理 |
| 4.2.2 蒙特卡洛(Monte-Carlo)抽样方法步骤 |
| 4.3 敏感性分析方法 |
| 4.3.1 扩展傅里叶幅度检验法 |
| 4.3.2 Sobol敏感性分析 |
| 4.4 基于发电机角速度耦合统一模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.4.2 模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.4.3 不对中参数对系统模型状态变量动态演化过程影响 |
| 4.4.4 发电机转子形心晃动幅度和不对中量关系 |
| 4.4.5 小结 |
| 4.5 基于水力不平衡力和动力矩模型参数不确定性分析与模型验证 |
| 4.5.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.5.2 模型参数不确定性分析 |
| 4.5.3 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型验证 |
| 4.5.4 小结 |
| 4.6 基于水力不平衡和动力矩的耦合系统振动模态分析 |
| 4.6.1 水轮机调节系统与水轮发电机组轴系耦合系统模型 |
| 4.6.2 非线性模态级数法 |
| 4.6.3 非线性振动模态分析方法验证 |
| 4.6.4 一阶振动模态分析 |
| 4.6.5 讨论 |
| 4.6.6 小结 |
| 4.7 相继甩负荷工况下水力发电系统模型参数不确定性分析 |
| 4.7.1 全局敏感性分析 |
| 4.7.2 模型验证 |
| 4.7.3 相继甩负荷对管道压力的影响 |
| 4.7.4 相继甩负荷对调压室涌浪的影响 |
| 4.7.5 相继甩负荷对转速波动的影响 |
| 4.7.6 小结 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 风光水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可靠性分析方法 |
| 5.2.1 一阶可靠度法 |
| 5.2.2 二阶可靠度法 |
| 5.3 混合光伏/风电/水电微电网系统建模与参数不确定性分析 |
| 5.3.1 基于水力激励力的耦合系统模型 |
| 5.3.2 混合光伏/风电微电网 |
| 5.3.3 参数不确定性对水力发电系统发电可靠性的影响 |
| 5.3.4 水力发电系统参数间相互作用对并网可靠性影响 |
| 5.3.5 水力发电系统轴系模型验证 |
| 5.3.6 混合光伏/风电/水电微电网系统建模 |
| 5.3.7 混合光伏/风电/水电微电网系统三相短路故障分析 |
| 5.3.8 小结 |
| 5.3.9 微电网系统参数 |
| 5.4 风水互补发电系统发电可靠性分析 |
| 5.4.1 风水互补发电系统模型说明 |
| 5.4.2 风力发电系统风速模型场景 |
| 5.4.3 风水互补系统互补特性分析 |
| 5.4.4 风水互补系统发电可靠性评估指标 |
| 5.4.5 风水互补系统水轮发电机组发电可靠性评估 |
| 5.4.6 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 水力发电系统的综合调节优势 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于时空尺度风水互补发电资源利用度与平抑性等级评估 |
| 6.2.1 基于连续小波变换的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.2 基于连续小波变换分析的时间序列多尺度分解 |
| 6.2.3 基于最小二乘支持向量机的等级评估 |
| 6.2.4 系统资源利用度与平抑性等级评估模型 |
| 6.2.5 风水互补发电系统联合模型 |
| 6.2.6 各类风速条件下风力发电资源评估 |
| 6.2.7 小结 |
| 6.3 水力发电系统在调节风力波动方面的经济性评估 |
| 6.3.1 综合评价方法 |
| 6.3.2 风水互补特性分析 |
| 6.3.3 十四节点网络风水互补发电系统综合优势分析 |
| 6.3.4 风水互补系统综合调节效益分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要贡献 |
| 7.2 工作设想 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（7）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 |
（8）智能算法在水轮机调速器PID参数优化中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水轮机调速器研究现状及其运用 |
| 1.1.1 水轮机调速器研究现状 |
| 1.1.2 水轮机调节系统控制策略发展现状及其运用 |
| 1.2 遗传优化算法研究现状及其运用 |
| 1.3 粒子群优化算法研究现状及其运用 |
| 1.4 水轮机调节系统仿真意义 |
| 1.5 本文研究内容与主要工作 |
| 第二章 水轮机调节系统 |
| 2.1 水轮机调速器 |
| 2.2 有压引水系统数学模型 |
| 2.3 电液随动系统数学模型 |
| 2.4 水轮机数学模型 |
| 2.4.1 混流式水轮机数学模型 |
| 2.4.2 非线性水轮机模型 |
| 2.5 发电机及电网系统数学模型 |
| 2.6 水轮机调节系统数学模型 |
| 第三章 遗传算法及其PID参数整定 |
| 3.1 遗传算法的基本理论 |
| 3.1.1 遗传算法 |
| 3.1.2 遗传算法的运算过程 |
| 3.1.3 遗传算法的研究策略 |
| 3.2 编码方法介绍 |
| 3.2.1 采用二进制编码方法 |
| 3.2.2 采用实数编码方法 |
| 3.2.3 采用符号编码方法 |
| 3.3 遗传算法优化性能分析 |
| 3.3.1 基于遗传算法的PID整定原理 |
| 3.3.2 遗传算法参数设置 |
| 3.3.3 测试函数优化结果分析 |
| 3.4 遗传算法调速器PID参数整定仿真结果 |
| 3.4.1 适应度函数的确定 |
| 3.4.2 水轮机调节系统参数设置 |
| 3.4.3 空载工况仿真结果 |
| 3.4.4 负荷工况仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 粒子群算法及其PID参数整定 |
| 4.1 粒子群算法的基本原理 |
| 4.1.1 基本粒子群算法 |
| 4.1.2 改进粒子群算法 |
| 4.1.2.1 权重线性递减的粒子群算法 |
| 4.1.2.2 自适应权重粒子群算法 |
| 4.1.2.3 增加收缩因子的粒子群算法 |
| 4.2 本文提出的改进粒子群算法 |
| 4.3 粒子群算法优化性能分析 |
| 4.3.1 粒子群算法参数设置 |
| 4.3.2 测试函数优化结果展示 |
| 4.4 改进粒子群算法调速器PID参数整定仿真结果 |
| 4.4.1 空载工况仿真结果 |
| 4.4.2 负荷工况仿真结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）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 |
（10）水电机组一次调频稳定性与调节品质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水电机组一次调频调节品质评价标准 |
| 1.2.2 水电机组一次调频运行稳定性 |
| 1.2.3 水电机组一次调频调节品质 |
| 1.3 研究意义及目的 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 水电机组一次调频的数学模型 |
| 2.1 重要相关参数的论述 |
| 2.1.1 水轮机的传递系数 |
| 2.1.2 永态差值系数 |
| 2.1.3 暂态差值系数 |
| 2.1.4 机组缓冲时间常数 |
| 2.1.5 水流惯性时间常数 |
| 2.1.6 机组惯性时间常数 |
| 2.1.7 接力器响应时间常数 |
| 2.2 引水系统的数学模型 |
| 2.3 水轮机数学模型 |
| 2.4 调速器数学模型 |
| 2.4.1 水轮机调节模式 |
| 2.4.2 水轮机调节系统的结构 |
| 2.5 一次调频总体数学模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 水电机组一次调频的稳定性分析 |
| 3.1 功率模式下一次调频总传递函数的推导 |
| 3.1.1 理论公式的推导 |
| 3.1.2 劳斯-赫尔维茨稳定性判据 |
| 3.2 稳定域的确定 |
| 3.3 稳定域影响因素的分析 |
| 3.3.1 水击相长值对一次调频稳定域的影响 |
| 3.3.2 水流惯性时间常数对一次调频稳定域的影响 |
| 3.3.3 接力器响应时间常数值对一次调频稳定域的影响 |
| 3.4 水轮机特性对一次调频稳定性影响分析 |
| 3.4.1 相同开度,不同水头下的一次调频稳定域变化规律 |
| 3.4.2 相同水头,不同开度下的一次调频稳定域变化规律 |
| 3.4.3 最不利工况分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水电机组一次调频调节品质分析 |
| 4.1 引水系统参数对一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.1.1 水流惯性时间常数对机组一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.1.2 水击相长对机组一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.2 调速器参数对一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.2.1 比例增益对一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.2.2 积分增益对一次调频调节品质的影响分析 |
| 4.3 水轮机特性对一次调频调节品质的影响规律 |
| 4.3.1 不同水头工况下水轮机特性相关的调节品质 |
| 4.3.2 不同开度工况下水轮机特性相关的调节品质 |
| 4.3.3 不同水头与不同开度工况下最不利工况对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A (攻读学位期间发表的学术论文) |
四、水轮机传递系数计算方法的比较研究（论文参考文献）
- [1]双馈变速抽水蓄能机组分岔特性分析[D]. 张艳春. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]典型工况下抽水蓄能电站隐藏吸引子存在性与系统稳定性研究[D]. 卫皓娟. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [3]不同激励作用下的水力发电系统典型工况稳定性评估[D]. 刘公成. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [4]抽水蓄能电站典型过渡过程的运行性能[D]. 叶九三. 西北农林科技大学, 2020(02)
- [5]抽水蓄能机组系统辨识与复杂工况下控制规律研究[D]. 冯陈. 华中科技大学, 2020
- [6]水力发电机组系统可靠性与多能互补综合性能研究[D]. 许贝贝. 西北农林科技大学, 2020
- [7]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)
- [8]智能算法在水轮机调速器PID参数优化中的应用[D]. 王贵荣. 昆明理工大学, 2020(05)
- [9]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)
- [10]水电机组一次调频稳定性与调节品质研究[D]. 蒋瑞艺. 长沙理工大学, 2019(07)