[发明专利]具有抗速度饱和的微分优先水轮机PID调速器控制方法

权利要求书

1.具有抗速度饱和的微分优先水轮机PID调速器控制方法，其特征在于，PID模块输出值为比例项、积分项以及微分项输出值之和，针对比例项的速度饱和，将比例项输出值的变化速度限制在接力器开启速度与关闭速度之间；针对积分项速度饱和，采用当比例项速度受限或调节器输出幅值受限时停止积分项累积；鉴于微分形成的饱和区域RD较小，为保证调速器的超前校正作用对微分项输出值的速度不进行限制。

2.根据权利要求1所述的具有抗速度饱和的微分优先水轮机PID调速器控制方法，其特征在于，所述PID模块输出值y_PID(k)为比例项、积分项以及微分项输出值之和，具体为：

y_PID(k)＝y_P(k)+y_I(k)+y_D(k) (1)

其中，k为计算周期数；y_P(k)为第k个计算周期的比例项输出值；y_I(k)为第k个计算周期的积分项输出值；y_D(k)为第k个计算周期的微分项输出值；

当比例项输出值的变化速度超出最快速度限制时按最快速度变化，否则其输出值等于比例增益与频率偏差的乘积，即

其中，条件C为K_PΔf(k)-y_p(k-1)≥v_maxT；K_P为比例增益；Δf(k)为第k个计算周期的频率偏差；v_max为导叶最快开启速度，v_max＝1/T_O；T_O为接力器开启时间，s；T为采样周期，s；条件D为v_minT≥K_PΔf(k)-y_p(k-1)；v_min为导叶最快关闭速度，v_min＝-1/Tc，T_C为接力器关闭时间，s。

3.根据权利要求2所述的具有抗速度饱和的微分优先水轮机PID调速器控制方法，其特征在于，当PID输出值y_PID幅值受限时该周期内不进行积分累积；当y_P 的变化速度受限时该周期内不进行积分累积，即积分项输出为：

其中，条件A为y_PID(k)≥y_max；条件B为y_min≥y_PID(k)；K_I为积分增益，s^-1；E(k)为第k个计算周期的频率偏差Δf与目标偏差b_py_c的差值，在调节器中为避免迭代计算，常采用上周期的调节器输出值y_c(k-1)替代该周期的输出值y_c(k)，E(k)的表达式即为：

E(k)＝Δf(k)-b_py_c(k-1) (4)

其中，b_p为永态差值系数；y_c(k)为第k个计算周期调节器输出值，表达式为：

4.根据权利要求3所述的具有抗速度饱和的微分优先水轮机PID调速器控制方法，其特征在于，所述微分项的输出为：

其中，T_D为微分时间常数，s；K_D为微分增益，s；k为计算周期数；E(k)的表达式为：

E(k)＝Δf(k)-b_py_c(k-1) (7)。