非线性水轮机调节系统稳定性分析

2016-03-22唐兆祥张德虎刘志淼河海大学能源与电气学院南京211100

中国农村水利水电 2016年11期

唐兆祥，张德虎，刘志淼(河海大学能源与电气学院，南京 211100)

0 引言

水轮机调节系统是集水力、机械、电气为一体的综合型控制系统，调节对象为复杂的非线性非最小相位系统[1]。水轮机调节系统的安全稳定地运行对水力发电机组的安全经济运行有着直接地影响，水轮机调节系统的调节品质对电网系统的安全运行和供电品质也有重要影响。因此，深入研究水轮机调节系统显得尤为重要，非线性水轮机调节系统的动力学过程也已成为水利水电工程的研究热点之一。

由于线性控制理论无法适应系统运行点的大范围变化，近几年来非线性控制理论被引入到水轮机调节系统的研究中。Luz Alexandra曾指出基于非线性水轮机模型的调节系统是研究水力系统与电力系统相互作用的最精确的模型[2]。在非线性水轮机调节系统的研究成果中，基于微分几何的反馈线性化方法及基于反馈线性化的非线性鲁棒控制方法居于主流地位，取得较好结果。此外，水轮机调节系统的混沌现象分析[3]、Hopf分岔分析[4,5]、模糊控制及神经网络等控制理论的研究为水轮机调节系统的控制器设计提供了新的方法。本文在对非线性水轮机调节系统分析的基础上，运用非线性动力系统线性化的方法对系统进行分析，为非线性调节系统的参数整定及稳定运行提供理论依据。