Engee 文档

水轮机和调速器

水轮机模型和比例-积分-派生 (PID) 控制系统。

类型: SubSystem

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Electrical/Control/Turbine-Governors/Hydraulic Turbine and Governor

说明

水轮机和调速器*程序块实现了一个非线性水轮机模型、一个 PID 控制系统和一个伺服驱动器 [1]:

hydraulic turbine model 1

水轮机由以下非线性系统建模:

hydraulic turbine model 2

闸门伺服系统采用二阶系统建模:

hydraulic turbine model 3

端口

输入

# ωref — 参考转速
标量

Details

以相对单位表示的参考速度。

数据类型

Float64`。

复数支持

# Pref — 参考机械功率
标量

Details

以相对单位表示的参考机械功率。如果希望将栅极位置作为反馈电路的输入,而不是功率抑制,则可以省略此输入。

数据类型

Float64`。

复数支持

# ωe — 实际机器速度
尺度

Details

机器的实际速度,以相对单位表示。

数据类型

Float64`。

复数支持

# Pe0 — 机器的实际电功率
尺度

Details

以相对单位表示的机器实际功率。如果希望将栅极位置作为反馈电路的输入,而不是功率抑制,则可以省略此输入。

数据类型

Float64`。

复数支持

# Δω — 速度偏差
尺度

Details

以相对单位表示的速度偏差。

数据类型

Float64`。

复数支持

输出

# Pm — 机械功率
尺度

Details

以相对单位表示的 Synchronous Machine 单元的机械功率。

数据类型

Float64`。

复数支持

# 闸门 — 闸门
尺度

Details

以相对单位表示的快门开度。

数据类型

Float64`。

复数支持

参数

Main

# 伺服电机 [Ka Ta(s)] — 一阶系统的增益和时间常数

Details

代表伺服驱动器的一阶系统的增益 和时间常数 ,单位为秒 (s)。

默认值

[10/3 0.07]

程序使用名称

servo_motor

可计算

# 栅极开度限制 [gmin(pu) gmax(pu) Vgmin(pu/s) Vgmax(pu/s) — 快门开启限制

Details

(pu) 对闸门开度的限制,以及 ( ) 对闸门速度的限制。

默认值

[0.01 0.97518 -0.1 0.1]

程序使用名称

gate

可计算

# 永久下垂和调节器 [Rp Kp Ki Kd Td(s) — 恒定节流阀和调节器

Details

调节器的静态增益等于反馈电路中恒定衰减 的倒数。PID 控制器具有比例增益 、积分增益 和导数增益 。PID 控制器的高频增益受时间常数为 (s) 的一阶低通滤波器限制。

默认值

[0.05 1.163 0.105 0 0.01]

程序使用名称

regulator

可计算

# 水轮机 [beta Tw(s)] — 速度偏差阻尼系数和水启动时间

Details

速度偏差阻尼系数 和水启动时间 (秒)。

默认值

[0 2.67]

程序使用名称

hydraulic_turbine

可计算

# 下垂参考(0=功率错误,1=闸门打开) — 反馈回路输入

Details

反馈回路输入:闸门位置 (1) 或电力偏差 (0)。

默认值

0.0

程序使用名称

droop_ref

可计算

Initial Values

# 初始机械功率, pu — 初始机械动力

Details

以相对单位表示的初始机械功率。

默认值

0.7516

程序使用名称

P_m_start

可计算

参考文献

[1] IEEE 系统动态性能研究中的原动机和能源供应模型工作组,"动态研究中的水轮机和水轮机控制模型",IEEE® Transactions on Power Systems,第 7 卷,第 1 期,1992 年 2 月,第 167-179 页。7, No. 1, February, 1992, pp.