目录
●前言
第1章 概述
1.1 水轮机调节的任务
1.2 水轮机调节系统
1.2.1 水轮机调节系统的结构
1.2.2 水轮机调节系统的特点
1.3 自动控制
1.3.1 数学模型
1.3.2 瞬态响应与稳态误差
1.3.3 频率特性
1.3.4 控制系统的稳定性
1.3.5 根轨迹法
1.3.6 控制系统校正
第2章 机械液压调速器
2.1 测量元件
2.1.1 离心摆的工作原理
2.1.2 离心摆的运动方程及传递函数
2.1.3 离心摆的工作参数
2.2 放大元件
2.2.1 放大元件的工作原理
2.2.2 放大元件结构
2.2.3 放大元件静态特性
2.2.4 放大元件动态特性
2.2.5 放大元件框图
2.3 反馈元件
2.3.1 缓冲器结构
2.3.2 缓冲器运动方程
2.3.3 反馈元件运动方程
2.4 水轮发电机组
2.5 电液转换器
2.6 油压装置
2.6.1 分离式油压装置
2.6.2 组合式油压装置
2.6.3 YT型调速器的油压装置
2.6.4 油压装置系列
第3章 水轮机调节系统计算机控制技术
3.1 计算机控制系统
3.1.1 计算机控制系统的原理
3.1.2 一般计算机控制系统的构成
3.1.3 计算机控制系统的结构
3.2 微机调速器的工作原理、硬件结构与主要功能
3.2.1 微机调速器的工作原理
3.2.2 微机调速器的硬件结构
3.2.3 微机调速器的主要功能
3.3 微机调速器的频率测量
3.3.1 频率变送器法
3.3.2 数字测频法
3.3.3 微机调速器对频率测量的要求
3.4 微机调速器的调节模式与控制
3.4.1 微机调速器的调节模式
3.4.2 微机调速器的开机控制
3.4.3 微机调速器的停机控制
3.4.4 微机调速器的并网与并列控制
第4章 水轮机调速器的PID控制与智能控制
4.1 水轮机调速器的PID控制
4.1.1 传统PID控制
4.1.2 改进PID控制算法
4.1.3 水轮机调速器的PID控制结构
4.1.4 实际水轮机调速器PID控制算法
4.2 水轮机调速器的智能控制
4.2.1 分数理论与分数阶PID控制器
4.2.2 自适应模糊PID控制器
4.2.3 遗传算法及其PID参数整定
4.2.4 粒子群算法及其PID参数整定
4.2.5 灰狼优化算法及其PID参数整定
第5章 水轮机调节系统工作分析
5.1 水轮机调节系统的静态与动态品质指标
5.2 水轮机调节系统的静态与动态特性
5.2.1 调节系统动态特性
5.2.2 调节系统静态特性
5.2.3 调节系统动态特性优化分析
5.3 机组并列运行静态分析
5.3.1 调速机构
5.3.2 调速器电机
5.3.3 调速器在电力系统调频中的作用
第6章 水轮机调节系统数学模型
6.1 调速器数学模型
6.2 压力引水系统数学模型
6.3 水轮机数学模型
6.3.1 水轮机的6个传递函数
6.3.2 水轮机力矩与流量特性
6.4 发电机数学模型
6.4.1 发电机模型力矩特性
6.4.2 发电机负载自调节系数
6.5 水轮发电机组数学模型
6.5.1 单机运行时水轮发电机组数学模型
6.5.2 并列运行时水轮发电机组数学模型
第7章 水轮机调节系统动态特性及参数整定
7.1 水轮机调节系统动态特性
7.1.1 开环与闭环传递函数
7.1.2 调节系统动态响应特性
7.1.3 调节系统的静态记录
7.1.4 调节系统的开环动态响应特性
7.2 水轮机调节系统分析
7.3 水轮机调节系统参数整定
7.3.1 极点配置法
7.3.2 运行工况的影响
7.3.3 调速器参数整定的简易估算法
第8章 调节保证计算及设备选择
8.1 调节保证计算的任务
8.1.1 调节保证计算的任务
8.1.2 调节保证计算的标准
8.2 水击压力计算
8.2.1 压力管道内的水击现象
8.2.2 水击压力计算
8.3 转速上升计算
8.3.1 转速上升公式推导
8.3.2 转速上升公式参数确定
8.3.3 示例
8.3.4 推荐公式
8.4 改善大波动过渡过程的措施
8.4.1 增加机组的GD2
8.4.2 设置调压室
8.4.3 装设调压阀
8.4.4 改变导叶关闭规律
8.4.5 装设爆破膜
8.5 调节保证计算实例与分析
8.5.1 调节保证计算步骤
8.5.2 调节保证计算实践
8.6 调节设备选择计算
8.6.1 接力器选择计算及接力器的选择
8.6.2 调速器的选择
8.6.3 油压装置的选择
8.6.4 调速器选型计算实例
第9章 水轮机调节系统试验与故障分析
9.1 水轮机调节系统的主要试验
9.1.1 概述
9.1.2 试验操作
9.2 水轮机调节系统故障分析
9.2.1 故障处理的基本要求
9.2.2 常见故障分类
9.2.3 水轮机调节系统的异常运行方式
9.2.4 调速器控制系统常见故障容情方式
9.2.5 常见故障分析及处理方法
9.2.6 机组空载运行常见故障
9.2.7 机组并网运行中负荷颠
9.2.8 运行中机组自行增负荷
9.2.9 机组并网运行时接力器和出力摆动
9.2.10 机组空载运行时接力器波动或抖动
9.2.11 增减负荷不正常
9.2.12 甩负荷异常
参考文献
内容介绍
水轮机调节系统是一个涉及水力、机械、电气和控制的多学科耦合系统,其核心任务是维持水轮发电机组转速(频率)和功率的稳定,同时响应电网负荷变化。本书主要内容涵盖水轮机调节系统的基本概念、机械液压调速器、水轮机计算机控制技术、水轮机调节系统的静态特性与控制功能、水轮机调节系统数学模型、水轮机调节系统动态特性及智能控制技术在调速器参数优化中的应用与实践、调节保证计算及实例,以及水轮机调节系统的试验与故障分析。本书以作者多年从事水轮机调节理论教学及实践应用的经验为基础,注重理论与实践紧密结合,除了介绍本学科的经典理论、方法外,还介绍了新型控制算法、调速器控制参数的智能优化算法等,易于读者学习并掌握相关理论与技术。
本书可供从事水电控制设备研究、设计、制造、安装调试与运行的技术人员使用,也可作为能源与动力类专业本科生、动力工程及工程热物理专业硕士研究生的教材。