RU2399787C1 - Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine - Google Patents

Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2399787C1
RU2399787C1 RU2009100458/06A RU2009100458A RU2399787C1 RU 2399787 C1 RU2399787 C1 RU 2399787C1 RU 2009100458/06 A RU2009100458/06 A RU 2009100458/06A RU 2009100458 A RU2009100458 A RU 2009100458A RU 2399787 C1 RU2399787 C1 RU 2399787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
parameters
turbine
impeller blades
values
Prior art date
Application number
RU2009100458/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009100458A (en
Inventor
Анатолий Сергеевич Гольцов (RU)
Анатолий Сергеевич Гольцов
Алексей Александрович Силаев (RU)
Алексей Александрович Силаев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2009100458/06A priority Critical patent/RU2399787C1/en
Publication of RU2009100458A publication Critical patent/RU2009100458A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399787C1 publication Critical patent/RU2399787C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: essence of invention consists in qualification at each step of the control process of parametres of adaptive control and correction of gate-blade relationship by means of the trained model parametres which have been found at the previous step of control; the above model consists of mathematical models of control object, combinatory and adaptive control. Rotor speed of turbine, vibration level, degree of opening the guide vane, location of blades of impeller is found by means of error signal between measured values and values of control parametres, which are predicted with the model by recurrence algorithm of optimum control by minimising the functional of general operation by means of maximum principle. Specified parametres of adaptive control and updated gate-blade relationship provides optimum control of hydroturbine at minimum vibration level of allowable deviations specified with factory characteristics. ^ EFFECT: optimum control of hydroturbine rotor rotation speed with specified quick action and accuracy, and taking into account the influence of disturbing actions, at minimum vibration, increasing repair intervals and increasing service life of hydroturbine as a whole owing to reducing vibration level. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам адаптивного управления скоростью вращения ротора гидротурбин гидроэлектростанций (ГЭС) и может быть использовано в гидроэнергетике для создания автоматизированных цифровых систем оптимального управления гидроагрегатами с поворотно-лопастной гидротурбиной.The invention relates to methods for adaptively controlling the rotational speed of a rotor of hydroturbines of hydroelectric power plants (HES) and can be used in hydropower to create automated digital systems for optimal control of hydropower units with a rotary vane hydraulic turbine.

Известен способ управления скоростью вращения ротора поворотно-лопастной гидротурбины, заключающийся в изменении степени открытия направляющего аппарата и положения лопастей рабочего колеса турбины путем формирования и подачи управляющих воздействий на приводы управления направляющим аппаратом и лопастями рабочего колеса (панель электрооборудования ЭГР-МП-2-1-220-220/50-1-0-ОЗУХЛ4. Руководство по эксплуатации 2266999 РЭ ОАО «Ленинградский металлический завод» 2003).A known method of controlling the rotor speed of a rotary-vane hydraulic turbine, which consists in changing the degree of opening of the guide apparatus and the position of the blades of the turbine impeller by forming and applying control actions to the control drives of the guide apparatus and impeller blades (electrical panel EGR-MP-2-1- 220-220 / 50-1-0-OZUHL4. Operating Instructions 2266999 RE of OJSC Leningrad Metal Plant 2003).

В известном способе управляющее воздействие на привод управления направляющим аппаратом формируют с помощью регулятора с постоянными параметрами, которые настраивают заранее в процессе пусконаладочных работ с применением линейной модели гидротурбины.In the known method, the control action on the control drive of the guide apparatus is formed using a controller with constant parameters, which are set in advance during commissioning using a linear model of a hydraulic turbine.

Управляющее воздействие на привод управления лопастями рабочего колеса турбины формируют с помощью комбинатора по заранее определенной комбинаторной зависимости, одинаковой для всех гидротурбин одного типа, установленных на многоагрегатной ГЭС. Комбинаторную зависимость определяют по результатам экспериментальных исследований макета поворотно-лопастной гидротурбины и уточняют при натурных испытаниях головного образца в условиях эксплуатации на данной ГЭС. Этот способ управления скоростью вращения ротора гидротурбины используют в существующих системах автоматического управления гидроагрегатами ГЭС России.The control action on the drive wheel of the turbine impeller blades is formed using a combinator according to a predetermined combinatorial dependence, the same for all hydroturbines of the same type installed at a multi-unit hydroelectric power station. The combinatorial dependence is determined by the results of experimental studies of the layout of a rotary-blade turbine and is specified during field tests of the head sample under operating conditions at this hydroelectric station. This method of controlling the rotor speed of a hydraulic turbine is used in existing systems for automatic control of hydraulic units of hydroelectric power plants in Russia.

Но при этом данный способ не учитывает то, что каждая гидротурбина имеет индивидуальные отличительные особенности, влияющие на выбор оптимальных управляющих воздействий. К этим отличительным особенностям относятся:But at the same time, this method does not take into account the fact that each turbine has individual distinctive features that affect the choice of optimal control actions. These distinguishing features include:

- нелинейная зависимость скорости вращения ротора гидротурбины от управляющих воздействий и напора воды;- non-linear dependence of the rotor speed of the turbine on the control actions and the pressure of the water;

- существенные отличия размеров водоводных трактов различных гидроагрегатов, даже если они находятся в пределах допуска строительных норм, заданных в относительных единицах;- significant differences in the sizes of water paths of various hydraulic units, even if they are within the tolerance of building codes specified in relative units;

- различия в зазорах между лопастями рабочего колеса и камерой;- differences in the gaps between the impeller vanes and the chamber;

- наличие расхождений между расчетными и фактическими значениями степени открытия направляющего аппарата и положения лопастей рабочего колеса;- the presence of discrepancies between the calculated and actual values of the degree of opening of the guide apparatus and the position of the impeller blades;

- различия по профилю и размерам лопастей рабочего колеса.- differences in the profile and size of the impeller blades.

Поэтому каждая гидротурбина поддерживает заданную скорость вращения ротора с большими значениями статической и динамической погрешностей регулирования.Therefore, each hydraulic turbine maintains a given rotor speed with large values of static and dynamic control errors.

В качестве прототипа принят способ адаптивной коррекции комбинаторной зависимости поворотно-лопастной гидротурбины (патент на изобретение RU 2302551 С2, МПК F03B 15/00, опубликовано 10.07.2007, бюл. №19).As a prototype, a method of adaptive correction of the combinatorial dependence of a rotary-blade turbine is adopted (patent for invention RU 2302551 C2, IPC F03B 15/00, published July 10, 2007, bull. No. 19).

В этом способе вначале выявляют наличие несоответствия оптимальным параметрам регулирования турбины, полученным по комбинаторной зависимости, а затем выводят комбинаторную зависимость из работы, определяют направление коррекции и производят поиск оптимальных параметров, при котором прирост расхода воды с изменением положения лопастей рабочего колеса был бы равен приросту расхода воды при изменении открытия направляющего аппарата, для чего формируют пробные импульсные воздействия, производя их одновременно, но в противоположных направлениях, группируя их по парам, и ступенчато подают их на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющего аппарата, измеряя приращение электрической мощности агрегата, при этом в качестве признака для выбора корректирующей пары импульсов используют положительный прирост электрической мощности, причем коррекцию продолжают до момента, когда приращение мощности агрегата станет равным нулю, при этом параметры регулирования накапливают в блоке памяти для последующего использования их в качестве оптимальных при возникновении режима агрегата, соответствующего по напору и мощности.In this method, first, there is a discrepancy between the optimal turbine control parameters obtained from the combinatorial dependence, and then the combinatorial dependence is taken out of operation, the direction of correction is determined and the optimal parameters are searched for, in which the increase in water flow with a change in the position of the impeller blades would be equal to the increase in flow water when changing the opening of the guide vane, for which test impulse effects are formed, producing them simultaneously, but in opposite formulations, grouping them in pairs, and stepwise feeding them to the drive drives of the impeller and guide vanes, measuring the increment of the electric power of the unit, while a positive increase in electric power is used as a sign for selecting a correcting pair of pulses, and the correction is continued until the moment when the unit power increment will become equal to zero, while the control parameters are accumulated in the memory unit for their subsequent use as optimal when niya unit mode, the corresponding pressure and power.

Прототип имеет следующие недостатки.The prototype has the following disadvantages.

Оптимальные параметры комбинаторной зависимости определяют в специальном режиме работы гидротурбины с выведенной из работы комбинаторной зависимостью, в котором на приводы управления подают пробные импульсные воздействия.The optimal parameters of the combinatorial dependence are determined in a special mode of operation of the turbine with the combinatorial dependence taken out of operation, in which trial impulse actions are supplied to the control drives.

Кроме того, в процессе коррекции комбинаторной зависимости на приводы управления подают пробные импульсные воздействия, направленные вначале на увеличение, а затем на уменьшение управляющих воздействий (или наоборот), из-за чего происходит повышенный уровень вибрации и износ подвижных узлов турбины и приводов управления, при коррекции комбинаторной зависимости не учитывают уровень вибрации гидротурбины, что приводит к уменьшению периода работы гидротурбины между ремонтами и периода эксплуатации гидротурбины в целом.In addition, in the process of correction of combinatorial dependence, control impulses are supplied with test impulse actions, first aimed at increasing and then decreasing control actions (or vice versa), due to which there is an increased level of vibration and wear of the moving parts of the turbine and control drives, corrections of combinatorial dependence do not take into account the level of vibration of the turbine, which leads to a decrease in the period of operation of the turbine between repairs and the period of operation of the turbine as a whole.

Изобретение решает задачу автоматизированного оптимального управления скоростью вращения ротора поворотно-лопастной гидротурбины с заданным быстродействием при минимальной вибрации, с учетом допустимых отклонений, предусмотренных заводскими характеристиками.The invention solves the problem of automated optimal control of the rotor speed of a rotary-vane hydraulic turbine with a given speed with minimal vibration, taking into account the permissible deviations provided by the factory characteristics.

Техническим результатом является оптимальное управление скоростью вращения ротора гидротурбины с заданными быстродействием и точностью и с учетом влияния возмущающих воздействий, при минимальной вибрации, а в результате - увеличение межремонтных интервалов и повышение срока службы гидротурбины в целом за счет снижения уровня вибрации.The technical result is the optimal control of the rotor speed of the turbine with the given speed and accuracy and taking into account the influence of disturbing influences, with minimal vibration, and as a result - increase of the overhaul intervals and increase the service life of the turbine as a whole by reducing the level of vibration.

Поставленный технический результат достигается в способе адаптивного управления скоростью вращения ротора поворотно-лопастной гидротурбины, заключающемся в формировании воздействий на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом с использованием комбинаторной зависимости, в изменении положения лопастей рабочего колеса и открытия направляющего аппарата путем подачи воздействий на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом при заданных параметрах регулирования турбины, в коррекции комбинаторной зависимости от наличия несоответствия между требуемыми и измеренными параметрами регулирования, при этом вначале на первом шаге формируют в адаптивном регуляторе с первоначально настроенными параметрами и комбинаторе управляющие воздействия и подают их на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом, а также в обучаемую модель гидротурбины, состоящую из математических моделей объекта управления, комбинатора и адаптивного регулятора, после этого изменяют положения лопастей рабочего колеса и степень открытия направляющего аппарата при заданных параметрах регулирования гидротурбины, а именно: скорости вращения ротора гидротурбины, уровня вибрации и напора воды, далее измеряют значения положения лопастей рабочего колеса, степени открытия направляющего аппарата, скорости вращения ротора гидротурбины, уровня вибрации и напора воды и определяют сигнал рассогласования между измеренными и требуемыми значениями параметров регулирования, который используют в адаптивном регуляторе, одновременно измеренные значения параметров регулирования подают в обучаемую модель гидротурбины, с помощью обучаемой модели рассчитывают по управляющим воздействиям прогнозируемые значения параметров регулирования и определяют сигнал рассогласования между прогнозируемыми и измеренными значениями параметров регулирования, далее с помощью этого сигнала рассогласования по рекуррентному алгоритму оптимального управления, минимизируя функционал обобщенной работы с помощью принципа максимума находят уточненные значения параметров обучаемой модели, которые используют для коррекции комбинаторной зависимости, а также в качестве настраиваемых параметров адаптивного регулятора на следующем шаге процесса управления.The technical result achieved is achieved in a method for adaptively controlling the rotor speed of a rotary vane hydraulic turbine, which consists in generating actions on the control drives of the impeller blades and the guide apparatus using a combinatorial dependence, in changing the position of the impeller blades and opening the guide apparatus by applying actions to the control drives with impeller blades and a guiding apparatus for the given parameters of turbine regulation, in the cor the combinatorial dependence on the presence of a mismatch between the required and measured control parameters, first, at the first step, control actions are formed in the adaptive controller with the initially configured parameters and the combinator and fed to the control drives of the impeller blades and the guiding apparatus, as well as to the training model of the hydraulic turbine consisting of mathematical models of the control object, combinator and adaptive controller, then the position of the blades is changed and the degree of opening of the guide vane for the given parameters of regulation of the turbine, namely: the rotational speed of the rotor of the turbine, the level of vibration and pressure of water, then measure the position of the blades of the impeller, the degree of opening of the guide vane, the speed of rotation of the rotor of the turbine, the level of vibration and pressure of water and determine the mismatch signal between the measured and the required values of the control parameters, which is used in the adaptive controller, simultaneously measured values of the parameter The regulation signals are fed into the training model of the hydraulic turbine, using the training model, the predicted values of the regulation parameters are calculated according to the control actions and the error signal between the predicted and measured values of the regulation parameters is determined, then using this error signal the recurrence algorithm of optimal control minimizes the functional of generalized work using of the maximum principle, the updated values of the parameters of the trained model are found, which are used to correction of combinatorial dependence, as well as custom parameters of the adaptive controller in the next step of the control process.

Сущность изобретения состоит в уточнении на каждом шаге процесса управления параметров адаптивного регулятора и коррекции комбинаторной зависимости с помощью найденных на предыдущем шаге процесса управления параметров обучаемой модели, состоящей из математических моделей объекта управления, комбинатора и адаптивного регулятора. Параметры обучаемой модели, а именно: скорость вращения ротора гидротурбины, уровень вибрации, степень открытия направляющего аппарата, положение лопастей рабочего колеса, находят с помощью сигнала рассогласования между измеренными и прогнозируемыми моделью значениями параметров регулирования по рекуррентному алгоритму оптимального управления путем минимизации функционала обобщенной работы с помощью принципа максимума. Уточненные параметры адаптивного регулятора и откорректированная комбинаторная зависимость обеспечивают оптимальное управление гидротурбиной при минимальном уровне вибрации с учетом допустимых отклонений, предусмотренных заводскими характеристиками, что позволяет увеличить межремонтные интервалы и срок эксплуатации гидротурбины в целом.The essence of the invention is to clarify at each step the process of controlling the parameters of the adaptive controller and correcting the combinatorial dependence using the parameters of the learning model found in the previous step of the control process, consisting of mathematical models of the control object, combinator and adaptive controller. The parameters of the model being trained, namely: the speed of rotation of the rotor of the turbine, the vibration level, the degree of opening of the guide apparatus, the position of the impeller blades, are found using the mismatch signal between the measured and predicted model values of the control parameters according to the recurrent optimal control algorithm by minimizing the functional of generalized work using principle of maximum. The adjusted parameters of the adaptive controller and the corrected combinatorial dependence provide optimal control of the turbine with a minimum level of vibration, taking into account the permissible deviations provided by the factory characteristics, which allows to increase the overhaul intervals and the life of the turbine as a whole.

На чертеже показана блок-схема адаптивной системы управления скоростью вращения ротора поворотно-лопастной гидротурбины, объясняющая принцип действия способа управления, состоящая из адаптивного регулятора 1 с настраиваемыми параметрами для формирования управляющего воздействия на привод управления направляющим аппаратом 2, комбинатора 3 для формирования управляющего воздействия на привод управления лопастями рабочего колеса 4 по комбинаторной зависимости, привода управления направляющим аппаратом 2, привода управления лопатками рабочего колеса 4, гидротурбины 5, измерительного блока 6 для измерения параметров регулирования гидротурбиной 5, обучаемой модели 7 для расчета значений параметров адаптивного регулятора 1 и коррекции комбинаторной зависимости.The drawing shows a block diagram of an adaptive control system for the rotor speed of a rotary vane hydraulic turbine, explaining the principle of operation of the control method, consisting of an adaptive controller 1 with adjustable parameters for generating a control action on the control drive of the guide apparatus 2, combinator 3 for forming a control action on the drive control of the blades of the impeller 4 according to combinatorial dependence, the control drive of the guide apparatus 2, the control blade Static preparation wheels 4, 5 hydroturbine, a measuring unit 6 for measurement control parameters hydroturbine 5, 7 trained model for calculating the adaptive controller parameter values 1 and correction combinatorial function.

Способ осуществляется следующим образом. Все время управления разделяется на отдельные интервалы - шаги квантования по времени. На первом шаге в адаптивном регуляторе 1 с первоначально настроенными параметрами формируют и подают управляющее воздействие на привод управления направляющим аппаратом 2 - Uy(t). Далее, используя комбинаторную зависимость, заранее определенную (например, полученную при испытаниях головного образца партии), формируют и подают управляющее воздействие на привод управления лопастями рабочего колеса 4 - Uφ(t). Сформированные управляющие воздействия также подают в обучаемую модель 7 гидротурбины 5.The method is as follows. All control time is divided into separate intervals - time quantization steps. At the first step, in adaptive controller 1 with initially set parameters, a control action is generated and applied to the control drive of the guiding apparatus 2 - Uy (t). Then, using a combinatorial dependence predetermined (for example, obtained during testing of the head sample of the batch), a control action is generated and applied to the control drive of the impeller blades 4 - Uφ (t). Formed control actions are also served in the trained model 7 of the turbine 5.

После этого измеряют значения положения лопастей рабочего колеса, степени открытия направляющего аппарата, уровня вибрации, скорости вращения ротора гидротурбины 5, напора воды. На измеренные значения этих параметров регулирования оказывают влияние внешние неконтролируемые возмущающие воздействия, обозначенные как w(t). После этого измеренные значения параметров регулирования подают в адаптивный регулятор 1, куда также подают требуемые значения параметров регулирования, заданные в виде опорных траекторий. Далее находят сигнал рассогласования между измеренными и требуемыми значениями параметров регулирования, которые используют в адаптивном регуляторе 1.After that, the values of the position of the impeller blades, the degree of opening of the guide vane, the level of vibration, the rotational speed of the rotor of the turbine 5, the pressure of the water are measured. The measured values of these control parameters are influenced by external uncontrolled disturbances, denoted as w (t). After that, the measured values of the control parameters are supplied to the adaptive controller 1, which also serves the required values of the control parameters specified in the form of reference paths. Next, a mismatch signal is found between the measured and required values of the control parameters, which are used in adaptive controller 1.

Настройку адаптивного регулятора 1 осуществляют с помощью обучаемой модели 7 гидротурбины 5. В обучаемой модели 7 с начальными параметрами, куда поданы управляющие воздействия, вычисляют прогнозируемые значения параметров гидротурбины 5, такие как: положение лопастей рабочего колеса, открытие лопаток направляющего аппарата, уровень вибрации, скорость вращения ротора гидротурбины 5. После этого находят сигнал рассогласования между прогнозируемыми и измеренными параметрами. Далее этот сигнал рассогласования используют для нахождения уточненных параметров обучаемой модели 7 в рекуррентном алгоритме оптимального управления, в котором минимизируют функционал обобщенной работы (Красовский А.А. Оптимальные алгоритмы в задачах идентификации с адаптивной моделью // АиТ. 1975 №12 с.75-82.):The adaptive controller 1 is adjusted using the trained model 7 of the turbine 5. In the trained model 7 with the initial parameters, where the control actions are applied, the predicted values of the parameters of the hydraulic turbine 5 are calculated, such as: the position of the impeller blades, the opening of the vanes of the guide vane, the vibration level, speed rotation of the rotor of the hydraulic turbine 5. After that, a mismatch signal between the predicted and measured parameters is found. Further, this mismatch signal is used to find the refined parameters of the trained model 7 in a recurrent optimal control algorithm in which the functional of generalized work is minimized (Krasovsky A.A. Optimal Algorithms in Identification Problems with an Adaptive Model // Autom. 1975, No. 12, p. 75-82 .):

Figure 00000001
Figure 00000001

с помощью принципа максимума (Фомин В.Н., Фрадков А.Л., Якубович В.А. Адаптивное управление динамическими объектами. М.: Наука, 1981, 384 с.), с учетом уравнений обучаемой модели 7 и ограничений, предусмотренных заводскими характеристиками,using the maximum principle (Fomin V.N., Fradkov A.L., Yakubovich V.A. Adaptive control of dynamic objects. M .: Nauka, 1981, 384 pp.), taking into account the equations of the trained model 7 and the constraints provided by the factory characteristics

где N(t) - скорость вращения ротора гидротурбины 5;where N (t) is the rotational speed of the rotor of the turbine 5;

nпр(t) - прогнозируемая скорость вращения ротора гидротурбины 5;n CR (t) is the predicted rotational speed of the rotor of the turbine 5;

y(t) - степень открытия направляющего аппарата;y (t) is the degree of opening of the guide vane;

yпр(t) - прогнозируемая степень открытия направляющего аппарата;y ol (t) is the predicted degree of opening of the guide vane;

φ(t) - положение лопастей рабочего колеса;φ (t) is the position of the impeller blades;

φпр(t) - прогнозируемое положение лопастей рабочего колеса;φ CR (t) is the predicted position of the impeller blades;

z(t) - уровень вибрации;z (t) is the vibration level;

zпр(t) - прогнозируемый уровень вибрации;z ol (t) is the predicted vibration level;

w(t) - вектор возмущающих воздействий;w (t) is the vector of disturbing influences;

σN, σφ, σу, σz, σw - нормирующие множители;σ N , σ φ , σ y , σ z , σ w are normalizing factors;

α - параметр регуляризации 0<α<1.α is the regularization parameter 0 <α <1.

Уточненные значения параметров обученной модели 7, которые учитывают внешние возмущающие воздействия, обеспечивают оптимальное управление гидротурбиной 5, при минимальной вибрации. Далее параметры обученной математической модели 7 используют в качестве настраиваемых параметров адаптивного регулятора 1 и с помощью их же корректируют комбинаторную зависимость, которую используют в комбинаторе 3.The refined values of the parameters of the trained model 7, which take into account external disturbances, provide optimal control of the turbine 5, with minimal vibration. Next, the parameters of the trained mathematical model 7 are used as adaptive parameters of the adaptive controller 1 and with the help of them they correct the combinatorial dependence, which is used in combinator 3.

После этого процесс управления переводят на следующий шаг и повторяют.After that, the control process is transferred to the next step and repeated.

За счет этого предложенный способ позволяет обеспечивать оптимальное управление скоростью вращения ротора гидротурбины с заданными быстродействием и точностью, учесть влияние возмущающих воздействий, уменьшить уровень вибрации гидротурбины с учетом допустимых отклонений, предусмотренных заводскими характеристиками.Due to this, the proposed method allows to provide optimal control of the rotor speed of the turbine with the given speed and accuracy, to take into account the influence of disturbing influences, to reduce the level of vibration of the turbine taking into account the permissible deviations provided by the factory characteristics.

Claims (1)

Способ адаптивного управления скоростью вращения ротора поворотно-лопастной гидротурбины, заключающийся в формировании воздействий на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом с использованием комбинаторной зависимости, в изменении положения лопастей рабочего колеса и открытия направляющего аппарата путем подачи воздействий на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом при заданных параметрах регулирования турбины, в коррекции комбинаторной зависимости от наличия несоответствия между требуемыми и измеренными параметрами регулирования, отличающийся тем, что вначале на первом шаге формируют в адаптивном регуляторе с первоначально настроенными параметрами и комбинаторе управляющие воздействия и подают их на приводы управления лопастями рабочего колеса и направляющим аппаратом, а также в обучаемую модель гидротурбины, состоящую из математических моделей объекта управления, комбинатора и адаптивного регулятора, после этого изменяют положения лопастей рабочего колеса и степень открытия направляющего аппарата при заданных параметрах регулирования гидротурбины, а именно скорости вращения ротора гидротурбины, уровня вибрации и напора воды, далее измеряют значения положения лопастей рабочего колеса, степени открытия направляющего аппарата, скорости вращения ротора гидротурбины, уровня вибрации и напора воды и определяют сигнал рассогласования между измеренными и требуемыми значениями параметров регулирования, который используют в адаптивном регуляторе, одновременно измеренные значения параметров регулирования подают в обучаемую модель гидротурбины, с помощью обучаемой модели рассчитывают по управляющим воздействиям прогнозируемые значения параметров регулирования и определяют сигнал рассогласования между прогнозируемыми и измеренными значениями параметров регулирования, далее с помощью этого сигнала рассогласования по рекуррентному алгоритму оптимального управления, минимизируя функционал обобщенной работы с помощью принципа максимума находят уточненные значения параметров обучаемой модели, которые используют для коррекции комбинаторной зависимости, а также в качестве настраиваемых параметров адаптивного регулятора на следующем шаге процесса управления. A method of adaptive control of the rotor speed of a rotary vane hydraulic turbine, which consists in generating effects on the control drives of the impeller blades and the guiding apparatus using combinatorial dependence, in changing the position of the impeller blades and opening the guide apparatus by applying actions to the control drives of the impeller blades and guides the apparatus for the given parameters of regulation of the turbine, in the correction of combinatorial dependence on the presence of mismatch between the required and measured control parameters, characterized in that at the first step, control actions are formed in an adaptive controller with initially set parameters and a combinator and fed to the control drives of the impeller blades and the guide apparatus, as well as to the training model of a hydraulic turbine, consisting of mathematical models of the control object, combinator and adaptive controller, then change the position of the impeller blades and the degree of opening of the guide arata at given control parameters of the turbine, namely the rotor speed of the turbine, vibration level and pressure of the water, then measure the position of the impeller blades, the degree of opening of the guide apparatus, the rotational speed of the turbine, vibration and pressure of the water and determine the error signal between the measured and the required values of the regulation parameters, which is used in the adaptive controller, simultaneously the measured values of the regulation parameters are fed to the learner Hydroturbine del, using the trained model, calculate the predicted values of the control parameters from the control actions and determine the mismatch signal between the predicted and measured values of the control parameters, then using this mismatch signal using the recurrent optimal control algorithm, minimizing the functional of the generalized work using the maximum principle, find the adjusted values parameters of the trained model, which are used to correct combinatorial dependence, as well as adjustable parameters in the adaptive control process of the next step.
RU2009100458/06A 2009-01-11 2009-01-11 Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine RU2399787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100458/06A RU2399787C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100458/06A RU2399787C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009100458A RU2009100458A (en) 2010-07-20
RU2399787C1 true RU2399787C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42685484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100458/06A RU2399787C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399787C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10393029B2 (en) 2016-01-26 2019-08-27 Rolls-Royce Plc Setting control for gas turbine engine component(s)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112464478B (en) * 2020-11-30 2023-06-30 中国长江电力股份有限公司 Control law optimization method and device for water turbine speed regulation system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10393029B2 (en) 2016-01-26 2019-08-27 Rolls-Royce Plc Setting control for gas turbine engine component(s)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009100458A (en) 2010-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107269473B (en) Method and apparatus for continuous calibration of wind direction measurements
KR101800217B1 (en) Correction method for yaw alignment error of wind turbine
EP2520794A1 (en) Method of checking a wind turbine in a wind farm for a yaw misalignment, method of monitoring a wind turbine in a wind farm and monitoring apparatus
EP2478342B1 (en) Method for detecting cracks in turbine blades
CN102734148A (en) Water pump type test method
CN108119318B (en) Blower technological transformation effect of optimization appraisal procedure and its system based on unit wind measuring system
RU2399787C1 (en) Adaptive control method of rotor speed of adjustable-blade propeller turbine
EP4179198A1 (en) Methods and systems of advanced yaw control of a wind turbine
CN103984986B (en) The self study arma modeling ultrashort-term wind power prediction method of real time correction
EP3771822A1 (en) A method for computer-implemented determination of a vertical speed wind profile of a wind field
CN108869174A (en) A kind of blade of wind-driven generator intrinsic frequency operating condition compensation method of Nonlinear Modeling
EP3619427A1 (en) Determining a wind speed value
CN103926079B (en) A kind of mixed-flow Hydropower Unit is exerted oneself method for detecting abnormality
CN108105030A (en) A kind of yaw calibration method based on wind turbine sensor
CN111472930B (en) Evolvable wind speed calculation method and feedforward unified variable pitch control method based on evolvable wind speed calculation method
CN109974932B (en) Instrument static pressure correction system and method
CN116292057A (en) Control method, device, equipment and medium for variable-speed pumped storage unit
RU2302551C2 (en) Method of adaptive correction of combinatorial dependence of rotary-vane hydraulic turbine
CN109933031A (en) A kind of system and method automatically correcting soft measuring instrument according to analysis data
CN110582636A (en) calibrating a wind sensor of a wind turbine
Bakman et al. Sensorless pressure control of centrifugal pumps
KR20190038652A (en) Measuring devices for wind turbines
EP3187726A1 (en) Wind turbine control method and associated wind turbine
EP3771819A1 (en) A method for computer-implemented determination of a wind speed profile information of a wind field
EP2995808B1 (en) Method for determining the operating point of a hydraulic machine and installation for converting hydraulic energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110112