Разработка и исследование адаптивной системы управления активной мощностью гидроагрегата ГЭС с поворотно-лопастной турбиной, страница 2

Цели диссертации: уменьшение уровня вертикальной вибрации,  расхода воды через турбину и статической погрешности регулирования активной мощности гидроагрегата ГЭС с поворотно-лопастной турбиной.

Для достижения этих целей потребовалось решить следующие задачи:

1.  Разработать многомерную обучаемую модель гидроагрегата в пространстве состояний, которая содержит модель процесса формирования активной мощности генератора, модель вертикальной вибрации агрегата и модель следящих электрогидравлических приводов лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса;

2.  Разработать алгоритм коррекции комбинаторной зависимости (угла установки лопастей рабочего колеса) в процессе управления активной мощностью гидроагрегата, обеспечивающий минимальный уровень вертикальной вибрации гидроагрегата;

3.  Разработать алгоритм обучения модели гидроагрегата (оценивания текущих значений параметров и переменных состояния модели) в процессе управления активной мощностью гидроагрегата;

4.  Разработать адаптивный алгоритм формирования управляющих воздействий на следящие электрогидравлические приводы лопастей РК и лопаток НА турбины, обеспечивающий допустимую погрешность регулирования активной мощности гидроагрегата при минимальном уровне вертикальной вибрации гидроагрегата;

5.  Разработать макет системы адаптивного управления активной мощностью гидроагрегата;

6.  Выполнить анализ эффективности разработанных алгоритмов обучения и адаптивного управления.

Методы исследований. В диссертации применялись методы: регуляризации, аппроксимации В-сплайнами, исследования операций, оценивания и идентификации систем в пространстве состояний, оптимального и адаптивного управления; теория случайных процессов.

Научная новизна исследований. В диссертации получены следующие основные результаты, отличающиеся научной новизной:

1.  Обучаемая модель гидроагрегата, отличающаяся тем, что с помощью нелинейных дифференциальных и алгебраических уравнений описывает в пространстве состояний зависимость активной мощности генератора и уровня вертикальной вибрации агрегата от текущих значений управляющих воздействий на электрогидравлические преобразователи сервомеханизмов поворота лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата турбины;

2.  Алгоритм обучения модели гидроагрегата, отличающийся тем, что текущие оценки возмущающих воздействий, параметров и переменных состояния модели формируют с помощью рекуррентного метода наименьших квадратов;

3.  Алгоритм коррекции комбинаторной зависимости, отличающийся тем, что оптимальные углы установки лопастей РК, обеспечивающие допустимую погрешность регулирования активной мощности при минимальном уровне вертикальной вибрации гидроагрегата, определяют с помощью обученной модели в процессе управления гидроагрегатом;

4.  Система адаптивного управления активной мощностью гидроагрегата с поворотно-лопастной турбиной, отличающаяся тем, что в цепь обратной связи включены обучаемая модель гидроагрегата и блок коррекции комбинаторной зависимости, а формирование управляющих воздействий на следящие электрогидравлические приводы лопастей РК и лопаток НА турбины осуществляют с помощью самонастраивающегося многомерного ПИД-регулятора.

Практическая значимость и результаты внедрений.Разработанные обучаемая модель и алгоритм адаптивного управления активной мощностью гидроагрегата составляют основное функциональное ядро локальных и интегрированных систем диагностики технического состояния и управления гидроагрегатами ГЭС с поворотно-лопастными турбинами.

Увеличивается межрегламентный период работы гидроагрегата, оснащенного адаптивной системой управления активной мощностью, за счет снижения уровня вибраций и их пиковых значений.

Результаты диссертационных исследований внедрены:

1.  ….

          Основные положения, выносимые на защиту:

1.  Обучаемая модель гидроагрегата ГЭС с поворотно-лопастной турбиной, которая с помощью системы нелинейных дифференциальных и алгебраических уравнений с настраиваемыми параметрами описывает в пространстве состояний процесс формирования активной мощности генератора, вертикальную вибрацию гидроагрегата и поперечный изгиб вала турбины;