Гидравлическая турбина и регулятор

Модель гидравлической турбины и пропорционально-интегрально-производной (PID) системы управления.

hydraulic turbine and governor

Описание

Блок Гидравлическая турбина и регулятор реализует нелинейную модель гидравлической турбины, систему ПИД-регулятора и сервопривод [1]:

hydraulic turbine model 1

Гидравлическая турбина моделируется следующей нелинейной системой:

hydraulic turbine model 2

Сервопривод затвора моделируется системой второго порядка:

hydraulic turbine model 3

Порты

Вход

# ω_ref — эталонная скорость
скаляр

Details

Эталонная скорость в относительных единицах.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# P_ref — эталонная механическая мощность
скаляр

Details

Эталонная механическая мощность в относительных единицах. Этот вход можно не подключать, если хотите использовать положение затвора в качестве входа в цепь обратной связи вместо отклонения мощности.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# ω_e — фактическая скорость машины
скаляр

Details

Фактическая скорость машины в относительных единицах.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# P_e0 — фактическая электрическая мощность машины
скаляр

Details

Фактическая электрическая мощность машины в относительных единицах. Этот вход можно не подключать, если хотите использовать положение затвора в качестве входа в цепь обратной связи вместо отклонения мощности.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# Δω — отклонение скорости
скаляр

Details

Отклонение скорости в относительных единицах.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# P_m — механическая мощность
скаляр

Details

Механическая мощность для блока Synchronous Machine в относительных единицах.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# gate — открытие затвора
скаляр

Details

Открытие затвора в относительных единицах.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Main

# Коэффициент усиления и постоянная времени системы первого порядка Servo-motor [Ka Ta(s)] — коэффициент усиления и постоянная времени системы первого порядка

Details

Коэффициент усиления и постоянная времени , в секундах (с), системы первого порядка, представляющей сервопривод.

Значение по умолчанию	`[10/3 0.07]`
Имя для программного использования	`servo_motor`
Вычисляемый	Да

# Пределы открытия затвора [gmin(о.е.) gmax(о.е.) vgmin(о.е./с) vgmax(о.е./с)] — пределы открытия затвора

Details

Ограничения и (pu), накладываемые на открытие затвора, и и ( ), накладываемые на скорость затвора.

Значение по умолчанию	`[0.01 0.97518 -0.1 0.1]`
Имя для программного использования	`gate`
Вычисляемый	Да

# Статизм и регулятор [Rp Kp Ki Kd Td(с)] — постоянный дроссель и регулятор

Details

Статический коэффициент усиления регулятора равен обратной величине постоянного спада в цепи обратной связи. ПИД-регулятор имеет пропорциональный коэффициент усиления , интегральный коэффициент усиления и коэффициент усиления производной . Высокочастотный коэффициент усиления ПИД-регулятора ограничивается фильтром нижних частот первого порядка с постоянной времени (с).

Значение по умолчанию	`[0.05 1.163 0.105 0 0.01]`
Имя для программного использования	`regulator`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент демпфирования отклонения скорости и время запуска воды [beta Tw(с)] — коэффициент демпфирования отклонения скорости и время запуска воды

Details

Коэффициент демпфирования отклонения скорости и время пуска воды (с).

Значение по умолчанию	`[0 2.67]`
Имя для программного использования	`hydraulic_turbine`
Вычисляемый	Да

# Вход контура обратной связи — вход контура обратной связи

Details

Вход контура обратной связи: положение затвора (1) или отклонение электрической мощности (0).

Значение по умолчанию	`0.0`
Имя для программного использования	`droop_ref`
Вычисляемый	Да

Initial Values

# Начальная механическая мощность, о.е. — начальная механическая мощность

Details

Начальная механическая мощность в относительных единицах.

Значение по умолчанию	`0.7516`
Имя для программного использования	`P_m_start`
Вычисляемый	Да

Ссылки на литературу

[1] IEEE Working Group on Prime Mover and Energy Supply Models for System Dynamic Performance Studies, “Hydraulic Turbine and Turbine Control Models for Dynamic Studies,” IEEE® Transactions on Power Systems, Vol. 7, No. 1, February, 1992, pp. 167-179.