抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)建模、優(yōu)化與評估

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 抽水蓄能電站地位與建設現(xiàn)狀 1
1.2 抽水蓄能機組運行特點與挑戰(zhàn)性問題 4
1.3 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)辨識與控制優(yōu)化研究現(xiàn)狀 6
1.3.1 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)辨識研究現(xiàn)狀 7
1.3.2 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)控制優(yōu)化研究現(xiàn)狀 10
1.4 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)狀態(tài)評估研究現(xiàn)狀 13
1.4.1 故障診斷研究現(xiàn)狀 13
1.4.2 狀態(tài)趨勢預測研究現(xiàn)狀 15
1.4.3 狀態(tài)評估研究現(xiàn)狀 17
參考文獻 18
第2章 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)全工況建模方法 24
2.1 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)建模與數(shù)值仿真 25
2.1.1 可逆式水泵水輪機數(shù)學模型 25
2.1.2 過水系統(tǒng)數(shù)學模型 44
2.1.3 調速器數(shù)學模型 57
2.1.4 發(fā)電/電動機數(shù)學模型 59
2.1.5 調節(jié)系統(tǒng)特性分析與數(shù)值仿真 62
2.2 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)模型參數(shù)辨識 85
2.2.1 基于粒子群算法的模型參數(shù)辨識 86
2.2.2 基于改進回溯搜索算法的模型參數(shù)辨識 94
2.2.3 基于改進萬有引力搜索算法的模型參數(shù)辨識 100
2.2.4 基于灰狼算法的模型參數(shù)辨識 105
2.2.5 稀疏-魯棒-*小二乘支持向量機模型參數(shù)辨識 115
參考文獻 135
第3章 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)復雜工況控制優(yōu)化 139
3.1 啟發(fā)式增益自適應PID控制 139
3.1.1 控制器原理 140
3.1.2 參數(shù)優(yōu)化 143
3.1.3 實例研究 147
3.2 智能非線性PID控制 153
3.2.1 非線性PID控制 153
3.2.2 智能控制 157
3.2.3 實例研究 158
3.3 自適應快速預測-模糊PID控制 163
3.3.1 模糊PID控制 163
3.3.2 滾動預測機制 165
3.3.3 自適應快速模糊分數(shù)階PID控制 167
3.3.4 實例研究 168
3.4 多目標分數(shù)階PID控制 171
3.4.1 多目標優(yōu)化問題定義 172
3.4.2 第三代多目標非支配排序遺傳算法 173
3.4.3 改進第三代多目標非支配排序遺傳算法 176
3.4.4 基于LCNSGA-Ⅲ的多目標分數(shù)階PID控制 184
3.5 自適應預測-模糊PID**控制 193
3.5.1 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)CARIMA模型 193
3.5.2 自適應預測-模糊PID控制器設計 198
3.5.3 自適應預測-模糊PID控制優(yōu)化 201
3.5.4 實例研究 204
3.6 基于機理建模與數(shù)據(jù)驅動融合的廣義預測控制 211
3.6.1 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)時間序列模型 211
3.6.2 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)廣義預測控制 216
3.6.3 實例研究 226
3.7 基于T-S模糊模型辨識的廣義預測控制 233
3.7.1 廣義預測控制基本原理 233
3.7.2 T-S模糊模型辨識 233
3.7.3 實例研究 237
3.8 一次調頻工況穩(wěn)定性分析及控制優(yōu)化 250
3.8.1 控制參數(shù)敏感性分析 250
3.8.2 控制參數(shù)優(yōu)化 251
參考文獻 253
第4章 抽水蓄能機組**工況控制優(yōu)化與設備影響評估 256
4.1 水泵斷電工況導葉關閉規(guī)律優(yōu)化 256
4.1.1 多目標優(yōu)化方法 257
4.1.2 模糊滿意度評價函數(shù) 259
4.1.3 實例研究 259
4.2 甩負荷工況導葉控制規(guī)律優(yōu)化 262
4.2.1 多目標優(yōu)化方法 263
4.2.2 模糊滿意度評價函數(shù) 263
4.2.3 實例研究 263
4.3 甩負荷工況導葉與球閥聯(lián)動關閉規(guī)律優(yōu)化 266
4.3.1 甩負荷導葉一段直線關閉規(guī)律 267
4.3.2 甩負荷導葉與球閥聯(lián)動關閉規(guī)律優(yōu)化 269
4.4 水泵斷電工況關鍵指標定量分析 272
4.4.1 關鍵指標分析流程 273
4.4.2 實測數(shù)據(jù)關鍵指標分析 274
4.4.3 多場景仿真數(shù)據(jù)指標分析 279
4.5 水泵斷電工況軸系結構強度計算與主軸運行軌跡分析 287
4.5.1 可逆式水泵水輪機三維建模 287
4.5.2 全流道流場仿真 299
4.5.3 軸系有限元強度分析 312
參考文獻 326
第5章 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)控制優(yōu)化與性能評估系統(tǒng)開發(fā) 328
5.1 系統(tǒng)邏輯架構 328
5.1.1 表示層 330
5.1.2 業(yè)務邏輯層 331
5.1.3 數(shù)據(jù)訪問層 331
5.2 系統(tǒng)功能模塊 331
5.2.1 實時數(shù)據(jù)展示 331
5.2.2 實時數(shù)據(jù)采集與存儲 332
5.2.3 暫態(tài)過程仿真 340
5.2.4 模型參數(shù)辨識 342
5.2.5 控制穩(wěn)定性分析 343
5.2.6 控制優(yōu)化 343
5.2.7 故障樹模型與故障診斷 345
5.2.8 專家系統(tǒng)故障診斷 350
5.2.9 狀態(tài)模糊層次綜合評估與狀態(tài)評估 352
5.2.10 狀態(tài)趨勢預測 357
5.2.11 報告管理 363
參考文獻 364
第6章 抽水蓄能機組調節(jié)系統(tǒng)在線監(jiān)測與一體化裝置設計及研發(fā) 365
6.1 一體化裝置與計算機監(jiān)控系統(tǒng)通信 365
6.2 一體化裝置與調節(jié)系統(tǒng)的通信協(xié)議 370
6.2.1 Modbus RTU協(xié)議 370
6.2.2 Modbus TCP協(xié)議 371
6.3 一體化裝置與調節(jié)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 374
6.4 一體化裝置硬件設計與實現(xiàn) 375
6.4.1 一體化裝置硬件設計 375
6.4.2 一體化裝置硬件實現(xiàn) 385
參考文獻 388