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申请/专利权人：中国长江电力股份有限公司;能事达电气股份有限公司

摘要：一种基于时序变参数的水轮机调速器优化控制方法，属于水轮机调速器控制技术领域，在传统的PID控制水轮机调速系统的基础上，通过改进的粒子群算法达到时变PID参数的效果，从而进一步地优化水轮机调速器的响应过程。本发明针对响应初始的功率反调抑制及整个调节过程快速响应的双重需求，提出时序分阶段的PID参数切换控制方案，采用改进的粒子群算法寻优两阶段的PID控制参数及切换时刻等关键参量，从而优化水轮机组的响应速度，并减少初始的功率反调量。

主权项：1.一种基于时序变参数的水轮机调速器优化控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1、采用改进的粒子群算法优化PID参数：步骤S1.1、标准粒子群算法的位置及速度更新公式如下： 1；式中，代表粒子的编号，代表了粒子迭代的次数，代表的是粒子的维度序号；、分别代表的是粒子更新前的速度，、分别代表的是粒子更新后的速度、位置；、代表的是粒子在维度中个体、群体的最佳位置；代表的是个体认知因子，代表的是群体认知因子；、代表的是介于之间的随机数；代表的是惯性权重;步骤S1.2、由于标准粒子群算法容易陷入局部最优且后期收敛速度慢，因此，在标准粒子群算法的基础上，让惯性权重随着迭代次数而减小，用于增强前期的搜索能力和加快后期的收敛能力，改进公式如下： 2； 3；粒子的每一个位置代表了一个解，而速度代表了每一个粒子下一步移动的距离和方向；其中第个粒子在第次迭代中的位置表达式如公式4所示： 4；其在第次迭代中的速度表达式如公式5所示： 5；其个体在第次迭代中的最优解表达式如公式6所示： 6；群体在第次迭代中的搜索到的最优解如公式7所示： 7；其中；在公式4至公式7中，的元素代表了的对应值，的元素代表了的对应值，的元素代表了的对应值，的元素代表了的对应值；步骤S1.3、定义如公式8所示的综合性能指标来对每一次迭代的参数进行评价；当的值越小，证明系统的综合性能越好，即PID参数能更好地满足目标需求： 8；其中指的是历史PID数据代入水轮机调速系统运行时的最大功率反调量或超调量；而指的是PID数据代入水轮机调速系统运行时阶段或阶段所需的最长时间；指的是运行当前PID参数时，水轮机系统输出响应的最大功率反调量或超调量；指的是运行当前PID参数时，水轮机调速系统运行时阶段或阶段的所需时间；指的是功率权重系数，指的是时间权重系数；步骤S1.4、将水轮机调速系统的历史PID数据代入公式（2）-公式（8）中得到合适的PID参数；步骤S2、用PID参数和切换时间来设置粒子群算法中的粒子；将水轮机调速系统的历史PID数据组成如9所示的矩阵： 9；其中，矩阵的每一行，代表了n个粒子中的其中一个粒子：将PID参数矩阵带入到算法中，依次将粒子赋值给、、、；即依次将矩阵中的对应元素中代入到式1中去，以不同的性能指标来对PID参数以及切换时间进行寻优，通过多次迭代得出最优值；步骤S3、以功率反调量和阶段的时间为指标，即把和代入综合性能指标，通过改进的粒子群算法可以得到阶段最优PID参数的帕累托解集；重复以上步骤，当以超调量和调节时间为指标时，即把和代入综合性能指标，得到超调阶段最优PID参数的帕累托解集。

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