郑阳-抽水蓄能机组“S”特性影响机制与稳定性控制

来源:中国电机工程学会  发布时间:2024-09-02

郑阳,现任武汉大学副研究员、硕士研究生导师,工学博士学位。长期从事抽水蓄能机组水力-机械-电气耦合动力学与调速系统先进控制方面的研究工作。

依托项目名称:抽水蓄能机组“S”特性影响机制与稳定性控制

个人简介:

郑阳,现任武汉大学副研究员、硕士研究生导师,工学博士学位。长期从事抽水蓄能机组水力-机械-电气耦合动力学与调速系统先进控制方面的研究工作。

研究方向聚焦于抽水蓄能机组及其流道动态特性的精确数值模拟,建立了“数学模型描述+参数敏感性分析+敏感参数辨识”的抽蓄机组调速系统仿真框架,提出了适配调速器PID结构的层次型预测控制算法。开展了电站明满流尾水系统的水力特性建模研究,提出基于电路等效理论的明满流尾水系统模型,分析了某大型水电站超低频振荡的水力诱导原因并提出减振措施,取得了重大经济效益。

发表国、内外学术论文40余篇,其中第一/通讯作者发表SCI、EI论文19篇,累计被引868次,授权国家发明专利5项,获2017年水力发电科学技术奖二等奖1项,参与国际电工委员会/水轮机技术委员会(IEC/TC4)工作组1项,主持国家自然科学基金青年科学基金、中国博士后科学基金特别资助、湖北省博士后科技活动项目择优资助等纵向科研项目5项。

依托项目简介:

项目名称:抽水蓄能机组“S”特性影响机制与稳定性控制

关 键 词:抽水蓄能机组;水机电耦合;“S”特性;调速系统;预测控制

项目摘要:研究内容和意义简介

受水泵水轮机“S”特性及抽水蓄能电站运行方式的影响,抽水蓄能机组低水头空载开机与并网运行阶段存在水力、机械和电磁等因素引发的持续振荡现象。为提高复杂运行环境下机组的调节控制品质,本项目以抽水蓄能机组“S”区运行时的动态特性分析与稳定性控制为研究目标,首先建立抽蓄能源系统的水-机-电耦合机理模型,提高抽水蓄能机组及其流道的多维状态变量动态描述能力。在此基础上,分析机组工况参数与系统振荡模式之间的映射关系,探索调速器控制参数变化趋势对机组“S”区内运行时系统稳定性的影响规律。寻求水-机-电耦合非线性模型与非线性预测控制理论的有效结合方法,实现兼具理论创新和工程价值的机组调速系统层次型预测控制算法设计。本研究是申请人前期开展的抽水蓄能机组动态建模与预测控制相关研究工作的延伸与拓展,研究成果有助于解析水泵水轮机“S”特性对机组运行稳定性的复杂影响机制,提高恶劣工况下机组稳定运行能力。


图1 在国际学术会议上作研究汇报


图2 课堂教学讲解水电机组调节原理


图3 在黄金坪水电站厂房进行实地调研