27朱安平等：某水电站调速系统参数测试与建模分析1调速系统主要技术参数及调节范围机组在电力系统负荷高峰时，通过调速系统调整水轮机导叶开度将水的势能转换为机组旋转的机械能，通过发电机将机械能转换为电能[1]。调速系统的主要任务之一就是要把系统频率对于其额定值的偏移限制在相当小的范围内[2]，电力系统发电与负载的不平衡，会导致系统频率的变化，调速系统自动检测频率的变化方向和大小做出相应的负荷调整[3]，从而达到系统的有功平衡，实现电力系统频率在规定的范围内。调速系统参数的正确性和可靠性对于系统调节至关重要[4]。调速系统的主要任务是保证机组在额定转速附近[5]，跟踪电网频率保证机组转速满足并网的条件，在发电并网工况下，接受监控系统下达的功率指令，调整机组有功出力[6]。调速系统参数的测试是非常重要的，调速性能参数对机组的安全稳定运行具有一定的意义（见表1和表2）[7]。表1调速系统主要技术参数Table1Maintechnicalparametersofthegovernorsystem项目型号/参数电柜型号SAFR-2000H型测频方式残压测频+齿盘测频电源电压及供电方式DC220V/AC220V交直流双重供电油压装置额定油压6.3MPa表2调速系统各电气参数及调节范围Table2Theelectricparametersandregulatingrangeofthegovernorsystem参数/功能范围备注比例系数KP0～20一次调频整定值为5积分系数KI0～10一次调频整定值为5微分系数KD0～5一次调频整定值为1一次调频死区E0～±1Hz一次调频整定值为±0.05Hz永态转差系数bP0～10%一次调频整定值为4%2调速控制系统模型2.1调速系统PID模型水电站1号机组采用SAFR-2000H型调速系统[8]。并网后控制方式为开度闭环控制，可以投入一次调频功能[9]，根据厂家提供的资料，其控制系统结构如图1所示。调速系统采用PID（比例积分微分调节）调节规律，各参数的设定范围为：KP=0～20，KI=0～10（1/s），KD=0～5（s）。参数实测过程包括对一次调频PID参数的校验。该测试机组为混流式机组，导叶开度电压输出等于PID输出电压，PID输出电压经过综合放大机构驱动主配压阀阀芯运动，主配压阀阀芯运动带动导叶接力器运动，构成液压随动机构。2.2调速系统执行机构模型水电站机组执行机构为电—液转换型执行机构[10]，由一级液压放大系统、主配压阀及主接力器等环节构成[11]。该模型中另有部分速度限制、限幅等非线性环节。经过归并简化，可用如图2所述的模型描述。某水电站调速系统参数测试与建模分析朱安平1，陈潇雅1，刘志坚2，徐天奇3，...
