一种用于电厂控制系统的改进型PID调节方法及系统与流程

本发明涉及自动控制，尤其涉及一种用于电厂控制系统的改进型pid调节方法及系统。

背景技术：

1、在电力系统中，pid控制器广泛应用于各种设备和过程的自动控制，如发电机组、变压器和配电网络的负载调节。传统pid控制方法在电厂控制系统中的应用面临着多种挑战，尤其是在应对快速变动的电网需求和环境条件变化时的灵敏度和效率方面，传统的pid控制方法在接收新设定值后会等待一个固定周期再进行计算和输出，这在某些情况下会导致响应速度不足以满足高效电力调节的需求。

2、随着电力市场的发展和可再生能源的广泛应用，电网运营的复杂性和动态性显著增加。这要求电厂控制系统不仅要保证稳定和高效的运行，还需要具备快速响应市场和电网状态变化的能力。例如，在面对大规模太阳能和风能发电的波动性时，电厂需要快速调整输出以维持电网的稳定。因此，传统pid控制方法的局限性成为了提高电力系统性能的主要障碍。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何提高电厂控制系统对电网需求变化的响应速度和调节精度，进而提升整个电力系统的运行效率和可靠性。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，包括：

5、获取调速器动作最短响应时间，确定pid首次脉宽动作响应时间；

6、在一次调节周期开始时，获取本次调节脉宽，基于pid首次脉宽动作响应时间和调节脉宽，计算单次调节周期；

7、基于所述单次调节周期进行pid调节。

8、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

9、所述获取调速器动作最短响应时间，确定pid首次脉宽动作响应时间包括：

10、在电厂控制系统启动时，记录调速器的最短响应时间，将所述最短响应时间作为pid首次脉宽动作响应时间。

11、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

12、所述计算单次调节周期包括：

13、通过线性周期算法计算，表示为：

14、t＝tcy+(tpw*kcy)

15、其中t是单次调节周期，tcy表示pid首次脉宽动作响应时间，tpw表示调节脉宽，kcy是脉宽系数。

16、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

17、所述计算单次调节周期还包括：

18、设水头x对应的脉宽系数为kcy，若水头x介于已知水头x0和已知水头x1之间，获取两个数据点(x0,y0)和(x1,y1)，其中x0和x1是两个不同的水头，y0和y1是两个水头对应的脉宽系数，使用线性插值计算x的脉宽系数，表示为：

19、kcy＝y0+(y1-y0)*{(x-x0)/(x1-x0)}

20、其中，(y1-y0)是脉宽系数的变化量，(x1-x0)是两个水头之间的差值，{(x-x0)/(x1-x0)}表示x与起始水头x0之间的相对距离除以整个水头范围，得到一个插值因子。

21、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

22、所述基于单次调节周期进行pid调节包括：

23、在每个单次调节周期开始时，下发有功设定值pset到控制系统，并读取实发值preal；计算有功设定值与实发值差值δp，表示为：

24、δp＝pset–preal

25、其中，pset表示有功设定值，preal表示实发值。

26、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

27、所述基于单次调节周期进行pid调节还包括：

28、基于δp计算调节脉宽，表示为：

29、tpw＝kp*δp

30、其中，kp表示比例增益系数；

31、将计算得到的调节脉宽输出至调速器，执行调节动作。

32、作为用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的一种优选方案，其中：

33、所述基于单次调节周期进行pid调节还包括：

34、下一个周期再次读取实发值preal，计算δp和调节脉宽，循环直到δp小于预先设定的死区值，整个调节过程结束。

35、第二方面，本发明实施例提供了一种用于电厂控制系统的改进型pid调节系统，包括：

36、预处理模块，用于获取调速器动作最短响应时间，确定pid首次脉宽动作响应时间；

37、单次调节周期计算模块，用于在一次调节周期开始时，获取本次调节脉宽，基于pid首次脉宽动作响应时间和调节脉宽，计算单次调节周期；

38、调节模块，用于基于所述单次调节周期进行pid调节。

39、第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：

40、存储器和处理器；

41、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法。

42、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法。

43、本发明的有益效果：本发明提高了pid控制系统的灵敏度和响应速度，特别是在应对小负荷波动时；增强了系统在面对快速变化的负荷条件下的稳定性和效率；使电厂控制系统更加适应当前电网运营商的高效运行要求。

技术特征：

1.一种用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述获取调速器动作最短响应时间，确定pid首次脉宽动作响应时间包括：

3.如权利要求2所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述计算单次调节周期包括：

4.如权利要求3所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述计算单次调节周期还包括：

5.如权利要求4所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述基于单次调节周期进行pid调节包括：

6.如权利要求5所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述基于单次调节周期进行pid调节还包括：

7.如权利要求6所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法，其特征在于，所述基于单次调节周期进行pid调节还包括：

8.一种采用如权利要求1～7任一所述的用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的系统，其特征在于，包括：

9.一种计算设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述用于电厂控制系统的改进型pid调节方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种用于电厂控制系统的改进型PID调节方法及系统，涉及自动控制技术领域，方法包括：获取调速器动作最短响应时间，确定PID首次脉宽动作响应时间；在一次调节周期开始时，获取本次调节脉宽，基于PID首次脉宽动作响应时间和调节脉宽，计算单次调节周期；基于所述单次调节周期进行PID调节；本发明提高了PID控制系统的灵敏度和响应速度，特别是在应对小负荷波动时；增强了系统在面对快速变化的负荷条件下的稳定性和效率；使电厂控制系统更加适应当前电网运营商的高效运行要求。技术研发人员：李世朝,朱明华,单良,高畅,朱文灿,李金阳,白勇,王良先,王基清,赖连春受保护的技术使用者：云南华电鲁地拉水电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18