RU2017117029A - Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины с S-характеристиками и установка для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию - Google Patents

Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины с S-характеристиками и установка для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию Download PDF

Info

Publication number
RU2017117029A
RU2017117029A RU2017117029A RU2017117029A RU2017117029A RU 2017117029 A RU2017117029 A RU 2017117029A RU 2017117029 A RU2017117029 A RU 2017117029A RU 2017117029 A RU2017117029 A RU 2017117029A RU 2017117029 A RU2017117029 A RU 2017117029A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation speed
machine
orientation
hydraulic machine
controller
Prior art date
Application number
RU2017117029A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017117029A3 (ru
RU2715465C2 (ru
Inventor
Квентин АЛЛУЭН
Николя ПЕРРИССЕН-ФАБЕР
Рено ГИЙОМ
Original Assignee
АЛЬСТОМ Риньюэбл Текнолоджиз
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АЛЬСТОМ Риньюэбл Текнолоджиз filed Critical АЛЬСТОМ Риньюэбл Текнолоджиз
Publication of RU2017117029A publication Critical patent/RU2017117029A/ru
Publication of RU2017117029A3 publication Critical patent/RU2017117029A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2715465C2 publication Critical patent/RU2715465C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/08—Regulating, i.e. acting automatically by speed, e.g. by measuring electric frequency or liquid flow
    • F03B15/10—Regulating, i.e. acting automatically by speed, e.g. by measuring electric frequency or liquid flow without retroactive action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/005—Starting, also of pump-turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/08—Regulating, i.e. acting automatically by speed, e.g. by measuring electric frequency or liquid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/04—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
    • F03B3/06—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines with adjustable blades, e.g. Kaplan turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/10—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto characterised by having means for functioning alternatively as pumps or turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/10—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto characterised by having means for functioning alternatively as pumps or turbines
    • F03B3/103—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto characterised by having means for functioning alternatively as pumps or turbines the same wheel acting as turbine wheel and as pump wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F05B2270/101—Purpose of the control system to control rotational speed (n)
    • F05B2270/1014—Purpose of the control system to control rotational speed (n) to keep rotational speed constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/70—Type of control algorithm
    • F05B2270/706—Type of control algorithm proportional-integral-differential
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Claims (23)

1. Способ стабилизации скорости (N) вращения гидравлической машины (20) с S-характеристиками, отличающийся тем, что его реализуют посредством системы (1) управления с петлей обратной связи, имеющей регулятор (C(s)) для вычисления ориентации (Y), придаваемой направляющим лопаткам (206) машины, при этом способ включает этапы, которые на каждой итерации содержат:
а) вычисление набора внутренних состояний (N11, Q11, С11, Н, Q), связанного с рабочей точкой машины,
б) в соответствии с набором внутренних состояний, вычисленным на этапе а), установление линеаризованной передаточной функции (Σlin(s)), представляющей собой скорость вращения машины в зависимости от ориентации направляющих лопаток,
в) вычисление характеристических параметров (Кр, Ti, Td) регулятора в зависимости от характеристических параметров (А0, A1, В0, B1, В2) линеаризованной передаточной функции, установленной на этапе б), при которых система (1) управления с петлей обратной связи является устойчивой,
г) измерение скорости (N) вращения гидравлической машины,
д) сравнение измеренной скорости (N) вращения с заданной скоростью (NC) вращения, и
е) регулирование с помощью регулятора (C(s)) ориентации (Y), придаваемой направляющим лопаткам, для уменьшения разности (ΔN) между измеренной скоростью (N) вращения и заданной скоростью (NC) вращения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что набор внутренних состояний, связанный с рабочей точкой, включает координаты (N11, Q11, С11) рабочей точки, полный напор (Н), действию которого подвергается гидравлическая машина (20), расход (Q) воды, проходящей через машину (20), и некоторую частную производную, связанную с координатами рабочей точки машины.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на этапе в) характеристические параметры (Кр, Ti, Td) регулятора вычисляют в соответствии с методом компенсации полюсов и/или методом размещения полюсов.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что регулятор (C(s)) является пропорциональным интегративным дифференцирующим регулятором.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что гидравлическая машина (20) представляет собой турбину с двойным регулированием, содержащую ступицу, оснащенную подвижными лопатками, при этом на этапе г) также регулируют ориентацию, придаваемую подвижным лопаткам, для уменьшения разности (ΔN) между измеренной скоростью (N) вращения машины и заданной скоростью (NC) вращения.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что линеаризованную передаточную функцию (Σlin(s)) и регулятор (C(s)) моделируют в представлении Лапласа.
7. Установка (2) для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию, содержащая гидравлическую машину (20) с регулируемыми направляющими лопатками (206), отличающаяся тем, что она также содержит
систему (1) управления с петлей обратной связи, содержащую регулятор (C(s)) для вычисления ориентации (Y), придаваемой направляющим лопаткам (206),
средство (102) вычисления набора (N11, Q11, С11, Н, Q) внутренних состояний, связанных с рабочей точкой машины,
средство (103) установления, в соответствии с набором расчетных внутренних состояний, линеаризованной передаточной функции (Σlin(s)), представляющей собой скорость вращения машины в зависимости от ориентации направляющих лопаток,
средство (100) вычисления характеристических параметров (Кр, Ti, Td) регулятора в зависимости от характеристических параметров (А0, А1, В0, В1, В2) установленной линеаризованной передаточной функции, чтобы система (1) управления с петлей обратной связи была устойчивой,
средство измерения скорости (N) вращения гидравлической машины,
средство сравнения измеренной скорости (N) вращения с заданной скоростью (Nc) вращения, и
регулятор (C(s)) для регулирования ориентации, придаваемой направляющим лопаткам, чтобы уменьшить разность (ΔN) между измеренной скоростью (N) вращения и заданной скоростью (NC) вращения.
8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что гидравлическая машина (20) представляет собой турбонасос с S-характеристиками, работающий в режиме турбины.
9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что гидравлическая машина (20) представляет собой радиально-осевую турбину (турбину Френсиса), предназначенную для условий высокого полного напора.
10. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что гидравлическая машина (20) представляет собой турбину с двойным регулированием, содержащую ступицу, оснащенную подвижными лопатками, при этом установка дополнительно содержит средство регулирования ориентации, придаваемой подвижным лопаткам, для уменьшения разности (ΔN) между измеренной скоростью (N) вращения машины и заданной скоростью (NC) вращения.
RU2017117029A 2014-12-04 2015-12-01 Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины и установка, содержащая гидравлическую машину RU2715465C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14290369.9 2014-12-04
EP14290369.9A EP3029311B1 (en) 2014-12-04 2014-12-04 Method for stabilizing the rotation speed of a hydraulic machine with s-characteristics and installation for converting hydraulic energy into electrical energy
PCT/EP2015/078240 WO2016087458A1 (en) 2014-12-04 2015-12-01 Method for stabilizing the rotation speed of a hydraulic machine with s-characteristics and installation for converting hydraulic energy into electrical energy

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017117029A true RU2017117029A (ru) 2019-01-10
RU2017117029A3 RU2017117029A3 (ru) 2019-04-18
RU2715465C2 RU2715465C2 (ru) 2020-02-28

Family

ID=52338934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117029A RU2715465C2 (ru) 2014-12-04 2015-12-01 Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины и установка, содержащая гидравлическую машину

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10415540B2 (ru)
EP (1) EP3029311B1 (ru)
KR (1) KR102399402B1 (ru)
CN (1) CN107110104B (ru)
ES (1) ES2690579T3 (ru)
PT (1) PT3029311T (ru)
RU (1) RU2715465C2 (ru)
WO (1) WO2016087458A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT3361088T (pt) * 2017-02-09 2020-08-21 Ge Renewable Tech Método para estabilizar a velocidade de rotação de uma máquina hidráulica com características-s e a correspondente instalação para converter a energia hidráulica em energia eléctrica
EP3836335A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-16 GE Renewable Technologies Method for coupling a hydroelectric power plant to the grid comprising at least two hydroelectric units

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3464432A (en) * 1967-05-08 1969-09-02 Us Interior Apparatus for stabilizing speed control action on hydraulic turbines
JPS5569770A (en) * 1978-11-20 1980-05-26 Hitachi Ltd Pump turbine control device
US4640664A (en) * 1983-03-15 1987-02-03 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Methods of controlling operation of multistage hydraulic machines
JP2585220B2 (ja) * 1986-04-30 1997-02-26 株式会社日立製作所 可変速揚水装置
SU1671948A1 (ru) * 1989-05-16 1991-08-23 Производственное Объединение Турбостроения "Ленинградский Металлический Завод" Способ эксплуатации гидротурбины
JP2714449B2 (ja) * 1989-08-08 1998-02-16 株式会社日立製作所 可変速ポンプシステム
FR2675211B1 (fr) * 1991-04-12 1993-08-06 Neyrpic Dispositif de reglage de la vitesse de rotation d'une machine hydraulique reversible fonctionnant en turbine.
US5355675A (en) * 1993-08-31 1994-10-18 Western Atlas International, Inc. Stabilized speed-control system for a hydrostatic transmission
JPH11182204A (ja) * 1997-12-15 1999-07-06 Toshiba Corp タービン動翼
DE19860617C1 (de) * 1998-12-29 2000-10-05 Voith Hydro Gmbh & Co Kg Verfahren zum Anfahren eines Maschinensatzes, umfassend eine Pumpturbine und einen Motorgenerator
JP4337270B2 (ja) * 2001-04-05 2009-09-30 株式会社日立製作所 ポンプ水車
JP4123890B2 (ja) 2002-10-04 2008-07-23 株式会社日立製作所 ポンプ水車
US6898540B2 (en) 2002-11-12 2005-05-24 General Electric Company System and method for displaying real-time turbine corrected output and heat rate
CN100458170C (zh) 2003-01-28 2009-02-04 姚福来 控制调速器的水泵风机运行效率控制装置
EP1756418A1 (fr) * 2004-05-06 2007-02-28 AZ Ingénierie SA Machine hydraulique modulaire et microcentrale hydraulique
WO2008098891A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Alstom Technology Ltd Kraftwerksanlage sowie verfahren zu deren betrieb
US8125096B2 (en) * 2007-07-05 2012-02-28 Salvatore Shifrin Hydro turbine generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR102399402B1 (ko) 2022-05-17
PT3029311T (pt) 2018-11-07
RU2017117029A3 (ru) 2019-04-18
CN107110104B (zh) 2020-06-16
US10415540B2 (en) 2019-09-17
ES2690579T3 (es) 2018-11-21
EP3029311A1 (en) 2016-06-08
CN107110104A (zh) 2017-08-29
KR20170093864A (ko) 2017-08-16
EP3029311B1 (en) 2018-09-12
RU2715465C2 (ru) 2020-02-28
WO2016087458A1 (en) 2016-06-09
US20170268478A1 (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102015009550A8 (pt) Método para otimizar a operação de um parque eólico
JP2013529975A5 (ja) ポンプの圧力−流量特性を改変するための装置
IN2012DE00230A (ru)
PH12018502393A1 (en) Monitoring device, method for monitoring target device, and program
EP2757256A3 (en) Wind turbine and method for adjusting rotor blade pitch angle in wind turbines
JP2015005285A5 (ru)
RU2017117029A (ru) Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины с S-характеристиками и установка для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию
RU2013115761A (ru) Способ управления компрессором
EA201891524A1 (ru) Способ контролирования мощности аппарата для анестезии на основе нечеткого адаптивного пид-контролирования
RU2017102700A (ru) Способ стабилизации скорости вращения гидравлической машины с S-характеристиками и установка для преобразования гидравлической энергии в электрическую энергию
MX2015013828A (es) Turbina eolica y metodo para operar una turbina eolica.
WO2012165980A3 (en) Tuning method of pi and pid controllers
RU2016103902A (ru) Отпаривающее устройство
JP2017194312A5 (ru)
CN103955143B (zh) 一种交流永磁电机鲁棒控制器的参数整定方法
RU2015126791A (ru) Ветроэнергетическая установка и способ эксплуатации ветроэнергетической установки
MX2018013922A (es) Metodo para identificar ronquidos.
NZ716297A (en) A method for supplying electrical energy into an electrical supply network by means of a wind power plant
CN203962058U (zh) 一种用于凝结水系统的控制装置
Wei et al. Robust adaptive control of DC motor system fed by Buck converter
CN102588949B (zh) 主蒸汽温度控制中二级减温水阀门位置自寻优方法
MY179006A (en) Plant for treatment of liquid as well as method for controlling such a plant
WO2013001119A8 (es) Método y sistema de guiado mediante control por derivada
CN107288811A (zh) 利用调压井水位反馈的一管多机水轮发电系统调速控制回路及方法
Zhao et al. Interference and inhibition of lift fluctuation on quadrotor aircraft