水輪機調(diào)速器控制的分析

摘 " "要：隨著科技的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模擴大，出現(xiàn)了高水頭、大容量機組，這也對水輪機調(diào)速器的性能提出了更高的要求。在對水輪調(diào)速器進行應用過程中，要對其控制進行合理分析，確保控制的合理性，保證其運行過程中不會出現(xiàn)問題。

關鍵詞：水輪機;調(diào)速器;PID;模糊控制

中圖分類號：TK730.41 " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " " " 文章編號：1004-7344（2019）03-0171-02

水輪機調(diào)速器是保證水電廠機組穩(wěn)定運行的一項關鍵控制設備，其對于整個機組在運行過程中的穩(wěn)定性和安全性都有著重要作用。水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一項綜合性學科，其涉及到電機學、控制系統(tǒng)、計算機控制技術等多項內(nèi)容，控制起來難度較大，可見，加強對水輪機調(diào)速器控制技術的研究意義重大。

1 "水輪機調(diào)速器的具體功能

水輪機有多個部分共同構成，水輪機調(diào)速器是其中作為重要的一項結構，其對于水輪機正常調(diào)節(jié)來說有著重要作用。為了保證水輪機在運行過程中不會出現(xiàn)問題，確保水電站的穩(wěn)定性運行，水輪機調(diào)速器應當具有并網(wǎng)和調(diào)節(jié)兩項功能，其中并網(wǎng)功能是自動調(diào)節(jié)水輪機運行狀態(tài)的一項重要條件。水輪機正常運轉過程中，相應的工作人員通過對電腦進行應用，將相應的指令傳遞給水輪機，完成對水輪機運行情況的調(diào)整，然后水輪機調(diào)速器自身具有并網(wǎng)功能，依據(jù)相應指令，自動調(diào)整水輪機的具體運行狀態(tài)，確保水輪機在運行過程中不會出現(xiàn)問題[1]。水輪機調(diào)速器在是應用過程中給的一項關鍵功能就是完成相應的調(diào)節(jié)作業(yè)，在應用水輪機過程中，相應的作業(yè)人員可以根據(jù)實際需求，對調(diào)速器本身具有的調(diào)節(jié)功能進行合理應用，從而將水輪機的具體轉速、水流量、功率等各項內(nèi)容都調(diào)節(jié)到一個合理的數(shù)值上，確保水輪機運轉的穩(wěn)定性和安全性，為水電站運行的穩(wěn)定性和安全性提供相應的保障。

2 "控制水輪機調(diào)速器技術的應用

2.1 "PID控制技術

PID（Proportion-Integral-Derivative）控制技術在具體應用過程中的一項重要特點就是，若研究人員無法準確的掌握系統(tǒng)以及控制對象，以及無法獲取系統(tǒng)在運行過程中的實際參數(shù)時，可以通過對PID控制技術應用，使遇到的問題得到解決。具體工業(yè)操作過程中，工業(yè)控制系統(tǒng)在具體應用過程中，通常情況下都是變形性強、延遲大、非線性，系統(tǒng)結構十分復雜，對系統(tǒng)進行控制面的環(huán)境十分復雜，經(jīng)常會受到不同因素的干擾，在該過程中，系統(tǒng)中各項未知參數(shù)的變化都十分緩慢，甚至系統(tǒng)模型結構也會發(fā)生變化，這都會增加控制難度，而通過對PID控制技術則可以解決以上各項問題[2]。

2.2 "自適應控制

該項控制技術是以傳統(tǒng)控制技術為基礎發(fā)展而來的一項高級形態(tài)。如果被控制對象或過程動力學參數(shù)發(fā)生了顯著改變，可以通過設計控制序列的方式，使控制系統(tǒng)可以更好的適應信號變化，從而自動完成對控制的合理校正，從而保證系統(tǒng)在運行過程中能夠具有不錯的性能，滿足作業(yè)需求。自適應控制方法通常存在以下兩種不同形式：

（1）通過對系統(tǒng)辨識理論進行應用，構建對象數(shù)學模型，依據(jù)辨識對象模型，對控控制器的參數(shù)和結構進行適當修改。

（2）設定一個參考模型過程，實現(xiàn)對系統(tǒng)響應的合理優(yōu)化。

自適應控制方法在具體應用過程中過的一項主要缺點就是在具體作業(yè)過程中，需要進行大量計算，并且控制算法執(zhí)行起來需要的時間較長，因此，在實際應用中，難以滿足實時性方面的要求，這也就導致該方法的應用受到了限制。

2.3 "模糊控制

模糊控制將人對過程控制以及相應的操作經(jīng)驗作為基礎，不需要對被控制對象的數(shù)學模型進行詳細描述，在具體控制過程中，通過對模糊控制規(guī)則進行應用，完成對控制器的構建，通過對控制器的應用，完成對系統(tǒng)運行情況的合理控制。具體作業(yè)流程如下：將人掌握知識存儲到控制規(guī)則中，在規(guī)則的支持下，對模糊化后的輸入量展開模糊推理，再通過模糊化完成對實際控制量的輸出[3]。在具體控制期間，為了確保速度能夠滿足需求，通常要將計算后的映射關系存入到模糊控制查詢表中，在具體操作中，只要對每組輸入矢量在表中的具體位置進行確定，便可以獲取到相應的控制輸出量，從而完成相應的控制工作。

2.4 "神經(jīng)網(wǎng)絡控制

該控制方式是一種相對比較高級的控制形式，從微觀角度入手，對人腦的功能和結構進行適當模擬，完成對控制系統(tǒng)的合理設計，這樣一方面可以使系統(tǒng)的魯棒性得到提高，另一方面也可以加簡化設計方法。對基于神經(jīng)網(wǎng)絡控制器進行應用，實現(xiàn)對非線性系統(tǒng)的識別，并且可以完成相應的控制工作，實際過程中并不需掌握系統(tǒng)精準結構，系統(tǒng)在運行過程中，可以自行組織、學習，在實際應用過程中，還具有良好的計算能力。

3 "調(diào)試水輪機調(diào)速器的合理方法

水輪機調(diào)速器是水輪機中的一項重要構成部分，其結構十分復雜，這也會對水輪機的正常運行效果造成一定影響。要想確保水電站應用的水輪機可以正常運轉，要保證水輪機調(diào)速的功能能夠得到充分發(fā)揮。因此，在對水輪機進行應用過程中，要通過合理的方式調(diào)試水輪機，確保水輪機在運行過程中不會出現(xiàn)安全問題。在調(diào)試水輪機過程中，為了確保調(diào)試效果能夠達到期望的效果，相關工作人員要了解水輪機調(diào)速器的運行原理，掌握相應的調(diào)試技術、流程、方法，并且要具有一定的調(diào)至水輪機調(diào)速器的經(jīng)驗，完成對水輪機調(diào)速器的合理調(diào)試，確保其在應用過程中不會出現(xiàn)任何問題。

調(diào)試水輪機調(diào)速器過程中可以通過試驗和檢測兩個步驟完成。調(diào)試水輪機調(diào)速器時，工作人員要對水輪機展開靜態(tài)和動態(tài)兩種不同實驗，檢測水輪機調(diào)速器在實際運行過程中可能出現(xiàn)的各項問題的合理檢測，為水輪機調(diào)速器的正常應用提供相應的保障。通過靜態(tài)實驗對水輪機調(diào)速器進行檢測時，實驗要在水輪機未充水的情況下進行，進行該項實驗的目的是對水輪機調(diào)速器在運行過程中的具體轉速進行監(jiān)測，確定調(diào)速器是否存在問題，以免其在后期應用過程中出現(xiàn)問題。對水輪機進行動態(tài)實驗時，應當先沖水，再實驗，動態(tài)實驗的目的是對其性能和質量情況進行測試，避免質量存在問題，導致其在應用過程中出現(xiàn)問題，導致水輪機運行出現(xiàn)安全問題。調(diào)試水輪機調(diào)速器過程中，檢測是一項重要工作，通過相應的檢測工作，可以使相關的工作人員對水輪機調(diào)速器以及水輪機的具體性能有一個全面了解，并且可以以此作為依據(jù)，完成對水輪機中各項構件實際情況的合理檢測，保證順輪機在運行過程中不會出現(xiàn)任何安全問題[4]。檢測水輪機調(diào)速器的方式主要有以下兩種：①自動檢測。②手動檢測。不同的檢測方式在實際檢測過程中，最終獲取的效果也會存在一定差別。在實際檢測過程中，若發(fā)現(xiàn)水輪機調(diào)速器性能存在問題，應當通過維修，或更換問題配件的方式使水輪機調(diào)速器性能得以恢復，從而保證水輪機調(diào)速器的作用能夠得到充分發(fā)揮。

4 "結束語

水輪機調(diào)速器承擔著調(diào)節(jié)水輪機具體運行狀態(tài)的責任。由此可見，為了保證順輪機在運行過程中不會出現(xiàn)問題，要加深控制水輪機調(diào)速器技術，以及調(diào)試水輪機調(diào)速器的合理方法的分析，確保水輪機穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]張官祥，常中原，蔣小輝，等.水輪機調(diào)速器通信故障診斷處理及防范措施[J].水電站機電技術，2018，41（08）：64～67.

[2]王 韌.水輪機調(diào)速器抽動故障及解決措施[J].科技資訊，2016，14（27）：49+65.

[3]李海洪.可逆式水泵水輪機調(diào)速器的控制特點分析[J].城市建設理論研究（電子版），2016（30）：76～77.

[4]覃繼良.水輪機微機調(diào)速器控制原理調(diào)試及故障處理分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（28）：149.

收稿日期：2018-12-4