水轮机调节

《水轮机调节系统仿真》由魏守平所著，对水轮机调节系统的基本理论、工作原理和动态仿真进行了系统、深入、全面的分析和研究，详细地分析、推导和论证了水轮机调节系统、水轮机控制系统和被控制系统的静态及动态特性；建立了基于MATLAB的水轮机调节系统的仿真模型；提出并成功实现了“1仿真目标一3数值仿真”的仿真策略，运用水轮机调节仿真决策支持系统对水轮机调节系统的机组开机、机组空载频率波动、机组空载频率扰动、接力器不动时间、机组甩负荷、电网一次调频和孤立电网等运行状态及动态过程进行了详细的仿真和深入的分析，取得到了一些新的成果。

《水轮机调节系统仿真》可作为水利水电工程类专业的本科生及研究生的参考教材，可供从事水轮机调节理论研究、技术开发和设计、电站设计、设备制造、电站运行和维护检修、高等院校教师等专业人员阅读和参考。

第1章 水轮机调节系统概述

1．1 水轮机调节系统的组成

1．2 水轮机调节系统的任务和特点

1．3 水轮机控制系统的发展历程

1．4 水轮机调节技术的现状及发展趋势

第2章 水轮机调节系统的静态特性和控制功能

2．1 水轮机微机调速器的静态特性

2．2 被控制系统静态特性

2．3 水轮机调节系统静态特性

2．4 电网负荷频率控制与水轮机调速器

2．5 水轮机调节系统控制功能

2．6 水轮机调节系统试验数据的回归分析

第3章 水轮机调节系统的动态特性

3．1 被控制系统的动态特性

3．2 水轮机微机调速器的动态特性

3．3 水轮机调节系统的动态特性

3．4 水轮机调速器与电网一次调频

3．5 水轮机调节系统状态空间方程和稳定性分析

3．6 水轮机调节系统PID参数的整定和适应式变参数调节

第4章 水轮机调节动态特性仿真与决策支持

4．1 水轮机调节系统仿真与决策支持概述

4．2 水轮机调节系统的MATLAB基本仿真模块

4．3 M文件程序实例

4．4 水流修正系数Ky、机组自调节系数en和机组惯性比率Ri

4．5 水轮机调节系统受到扰动后的典型动态过程

4．6 水轮机控制系统的静态及动态特性指标适用工作条件

第5章 水轮机调节系统机组开机特性仿真及分析

5．1 水轮发电机组开机特性

5．2 水轮发电机组2段接力器开度开机特性仿真

5．3 水轮发电机组闭环开机特性仿真

5．4 水轮发电机组3段等加速度闭环开机特性仿真

第6章 水轮机调节系统空载频率波动特性仿真及分析

6．1 水轮发电机组空载频率波动特性

6．2 水轮机导水机构滞环对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．3 调速器电液随动系统死区对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．4 调速器比例增益对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．5 调速器积分增益对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．6 调速器微分增益对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．7 调速器PID参数对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．8 接力器响应数间常数对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．9 水轮发电机组参数对水轮发电机组空载频率波动特性影响仿真

6．10 水轮发电机组空载频率波动特性综合分析

第7章 水轮机调节系统空载频率扰动特性仿真及分析

7．1 水轮机调节系统空载频率扰动特性

7．2 调速器比例增益对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．3 积分增益对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．4 微分增益对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．5 PID参数对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．6 水流修正系数对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．7 接力器响应时间常数对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．8 PID参数对机组空载频率向上/向下扰动特性影响仿真

7．9 接力器关闭时间、开启时间对机组空载频率向上/向下扰动特性影响仿真

7．10 机组自调节系数对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．11 机组惯性时间常数对机组空载频率扰动特性影响仿真

7．12 水轮发电机组空载频率扰动特性综合分析

第8章 水轮机调节系统接力器不动时间特性仿真及分析

8．1 水轮机调节系统接力器不动时间

8．2 频率测量周期对接力器不动时间影响的仿真

8．3 微机控制器计算周期对接力器不动时间影响的仿真

8．4 调速器电液随动系统死区对接力器不动时间影响的仿真

8．5 调速器PID参数对接力器不动时间影响的仿真

8．6 接力器响应时间常数对接力器不动时间影响的仿真

8．7 机组惯性时间常数对接力器不动时间影响的仿真

8．8 机组甩不同负荷值对接力器不动时间影响的仿真

8．9 接力器不动时间仿真综合分析

第9章 水轮机调节系统机组甩负荷特性仿真与分析

9．1 水轮机调节系统机组甩负荷特性

9．2 比例增益对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．3 调速器积分增益对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．4 调速器微分增益对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．5 PID参数对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．6 水流修正系数对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．7 接力器关闭时间对接力器1段关闭机组甩负荷特性影响仿真

9．8 机组自调节系数对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．9 机组惯性时间常数对机组接力器1段关闭甩负荷特性影响仿真

9．10 第1段关闭时间对机组接力器2段关闭甩负荷特性影响仿真

9．11 第2段关闭时间对机组接力器2段关闭甩负荷特性影响仿真

9．12 2段关闭拐点对机组接力器2段关闭甩负荷特性影响仿真

9．13 接力器关闭特性对机组接力器2段关闭甩负荷特性影响仿真

9．14 水轮发电机组甩负荷特性综合分析

第10章 水轮机调节系统一次调频特性仿真及分析

10．1 水轮机调节系统机组一次调频特性

10．2 调速器比例增益对电网一次调频特性影响仿真

10．3 调速器积分增益对电网一次调频特性影响仿真

10．4 调速器微分增益对电网一次调频特性影响仿真

10．5 调节对象参数对电网一次调频特性影响仿真

10．6 电网频率偏差上扰和下扰PID参数对电网一次调频特性影响仿真

10．7 电网一次调频特性综合分析

第11章 水轮机调节系统机组孤立电网运行特性仿真及分析

11．1 水轮机调节系统机组孤立电网运行特性

11．2 调速器比例增益对孤立电网运行特性影响仿真

11．3 调速器积分增益对孤立电网运行特性影响仿真

11．4 调速器微分增益对孤立电网运行特性影响仿真

11．5 PID参数对孤立电网运行特性影响仿真

11．6 被控制系统参数对孤立电网运行特性影响仿真

11．7 机组突加不同负荷对孤立电网运行特性影响仿真

11．8 孤立电网运行特性仿真结果综合分析

参考文献

本书分为两篇。第一篇为水轮机调节部分，重点讲述有关水轮机调节的基本知识；中、小型机械液压和电气液压调速器的组成、结构、工作原理、调整试验；以及水轮机调节系统的运行和常见故障；还介绍了小型水电站调节保证计算的原理和方法。第二篇为辅助设备部分，讲述水轮机进水阀及水电站油、气、水系统的原理、设计计算及运行维护等知识，全书每章后有复习思考题。