水輪機調速器控制的分析

任衛衛

摘 ? ?要：隨著科技的不斷發展，電力系統的規模擴大，出現了高水頭、大容量機組，這也對水輪機調速器的性能提出了更高的要求。在對水輪調速器進行應用過程中，要對其控制進行合理分析，確保控制的合理性，保證其運行過程中不會出現問題。

關鍵詞：水輪機;調速器;PID;模糊控制

中圖分類號：TK730.41 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0171-02

水輪機調速器是保證水電廠機組穩定運行的一項關鍵控制設備，其對于整個機組在運行過程中的穩定性和安全性都有著重要作用。水輪機調節系統是一項綜合性學科，其涉及到電機學、控制系統、計算機控制技術等多項內容，控制起來難度較大，可見，加強對水輪機調速器控制技術的研究意義重大。

1 ?水輪機調速器的具體功能

水輪機有多個部分共同構成，水輪機調速器是其中作為重要的一項結構，其對于水輪機正常調節來說有著重要作用。為了保證水輪機在運行過程中不會出現問題，確保水電站的穩定性運行，水輪機調速器應當具有并網和調節兩項功能，其中并網功能是自動調節水輪機運行狀態的一項重要條件。水輪機正常運轉過程中，相應的工作人員通過對電腦進行應用，將相應的指令傳遞給水輪機，完成對水輪機運行情況的調整，然后水輪機調速器自身具有并網功能，依據相應指令，自動調整水輪機的具體運行狀態，確保水輪機在運行過程中不會出現問題[1]。水輪機調速器在是應用過程中給的一項關鍵功能就是完成相應的調節作業，在應用水輪機過程中，相應的作業人員可以根據實際需求，對調速器本身具有的調節功能進行合理應用，從而將水輪機的具體轉速、水流量、功率等各項內容都調節到一個合理的數值上，確保水輪機運轉的穩定性和安全性，為水電站運行的穩定性和安全性提供相應的保障。

2 ?控制水輪機調速器技術的應用

2.1 ?PID控制技術

PID（Proportion-Integral-Derivative）控制技術在具體應用過程中的一項重要特點就是，若研究人員無法準確的掌握系統以及控制對象，以及無法獲取系統在運行過程中的實際參數時，可以通過對PID控制技術應用，使遇到的問題得到解決。具體工業操作過程中，工業控制系統在具體應用過程中，通常情況下都是變形性強、延遲大、非線性，系統結構十分復雜，對系統進行控制面的環境十分復雜，經常會受到不同因素的干擾，在該過程中，系統中各項未知參數的變化都十分緩慢，甚至系統模型結構也會發生變化，這都會增加控制難度，而通過對PID控制技術則可以解決以上各項問題[2]。

2.2 ?自適應控制

該項控制技術是以傳統控制技術為基礎發展而來的一項高級形態。如果被控制對象或過程動力學參數發生了顯著改變，可以通過設計控制序列的方式，使控制系統可以更好的適應信號變化，從而自動完成對控制的合理校正，從而保證系統在運行過程中能夠具有不錯的性能，滿足作業需求。自適應控制方法通常存在以下兩種不同形式：

（1）通過對系統辨識理論進行應用，構建對象數學模型，依據辨識對象模型，對控控制器的參數和結構進行適當修改。

（2）設定一個參考模型過程，實現對系統響應的合理優化。

自適應控制方法在具體應用過程中過的一項主要缺點就是在具體作業過程中，需要進行大量計算，并且控制算法執行起來需要的時間較長，因此，在實際應用中，難以滿足實時性方面的要求，這也就導致該方法的應用受到了限制。

2.3 ?模糊控制

模糊控制將人對過程控制以及相應的操作經驗作為基礎，不需要對被控制對象的數學模型進行詳細描述，在具體控制過程中，通過對模糊控制規則進行應用，完成對控制器的構建，通過對控制器的應用，完成對系統運行情況的合理控制。具體作業流程如下：將人掌握知識存儲到控制規則中，在規則的支持下，對模糊化后的輸入量展開模糊推理，再通過模糊化完成對實際控制量的輸出[3]。在具體控制期間，為了確保速度能夠滿足需求，通常要將計算后的映射關系存入到模糊控制查詢表中，在具體操作中，只要對每組輸入矢量在表中的具體位置進行確定，便可以獲取到相應的控制輸出量，從而完成相應的控制工作。

2.4 ?神經網絡控制

該控制方式是一種相對比較高級的控制形式，從微觀角度入手，對人腦的功能和結構進行適當模擬，完成對控制系統的合理設計，這樣一方面可以使系統的魯棒性得到提高，另一方面也可以加簡化設計方法。對基于神經網絡控制器進行應用，實現對非線性系統的識別，并且可以完成相應的控制工作，實際過程中并不需掌握系統精準結構，系統在運行過程中，可以自行組織、學習，在實際應用過程中，還具有良好的計算能力。

3 ?調試水輪機調速器的合理方法

水輪機調速器是水輪機中的一項重要構成部分，其結構十分復雜，這也會對水輪機的正常運行效果造成一定影響。要想確保水電站應用的水輪機可以正常運轉，要保證水輪機調速的功能能夠得到充分發揮。因此，在對水輪機進行應用過程中，要通過合理的方式調試水輪機，確保水輪機在運行過程中不會出現安全問題。在調試水輪機過程中，為了確保調試效果能夠達到期望的效果，相關工作人員要了解水輪機調速器的運行原理，掌握相應的調試技術、流程、方法，并且要具有一定的調至水輪機調速器的經驗，完成對水輪機調速器的合理調試，確保其在應用過程中不會出現任何問題。

調試水輪機調速器過程中可以通過試驗和檢測兩個步驟完成。調試水輪機調速器時，工作人員要對水輪機展開靜態和動態兩種不同實驗，檢測水輪機調速器在實際運行過程中可能出現的各項問題的合理檢測，為水輪機調速器的正常應用提供相應的保障。通過靜態實驗對水輪機調速器進行檢測時，實驗要在水輪機未充水的情況下進行，進行該項實驗的目的是對水輪機調速器在運行過程中的具體轉速進行監測，確定調速器是否存在問題，以免其在后期應用過程中出現問題。對水輪機進行動態實驗時，應當先沖水，再實驗，動態實驗的目的是對其性能和質量情況進行測試，避免質量存在問題，導致其在應用過程中出現問題，導致水輪機運行出現安全問題。調試水輪機調速器過程中，檢測是一項重要工作，通過相應的檢測工作，可以使相關的工作人員對水輪機調速器以及水輪機的具體性能有一個全面了解，并且可以以此作為依據，完成對水輪機中各項構件實際情況的合理檢測，保證順輪機在運行過程中不會出現任何安全問題[4]。檢測水輪機調速器的方式主要有以下兩種：①自動檢測。②手動檢測。不同的檢測方式在實際檢測過程中，最終獲取的效果也會存在一定差別。在實際檢測過程中，若發現水輪機調速器性能存在問題，應當通過維修，或更換問題配件的方式使水輪機調速器性能得以恢復，從而保證水輪機調速器的作用能夠得到充分發揮。

4 ?結束語

水輪機調速器承擔著調節水輪機具體運行狀態的責任。由此可見，為了保證順輪機在運行過程中不會出現問題，要加深控制水輪機調速器技術，以及調試水輪機調速器的合理方法的分析，確保水輪機穩定性。

參考文獻

[1]張官祥，常中原，蔣小輝，等.水輪機調速器通信故障診斷處理及防范措施[J].水電站機電技術，2018，41（08）：64～67.

[2]王 韌.水輪機調速器抽動故障及解決措施[J].科技資訊，2016，14（27）：49+65.

[3]李海洪.可逆式水泵水輪機調速器的控制特點分析[J].城市建設理論研究（電子版），2016（30）：76～77.

[4]覃繼良.水輪機微機調速器控制原理調試及故障處理分析[J].科技創新與應用，2015（28）：149.

收稿日期：2018-12-4