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摘要：大型空气透平发电机组一次调频控制参数调优方法及控制模型，包括建立包括PID控制器、空气透平模型、调速器模型，以及盐穴热力学动态模型的一次调频控制模型，采用一种增加收缩因子的改进PSO算法进行PID控制器参数寻优，对一次调频控制模型进行阶跃扰动试验，统计分析一次调频有功功率调节时间、上升时间、超调量，振次数荡的动态响应指标；评估机组一次调频动作对储气装置（盐穴）安全稳定运行的影响。本发明能够获取基于仿真验证的一次调频控制参数调优，可用于辅助设计工程实际一次调频控制策略及参数整定；实现大型压缩空气储能电站一次调频动态特性的定量分析、对机组配套主机设备的设计优化、现场调试及试验具有一定的指导意义。

主权项：1.一种大型空气透平发电机组一次调频控制参数调优方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立大型压缩空气储能发电机组释能过程中的盐穴热力学动态模型，获取能够表征释能过程中盐穴压比、温度动态变化规律的微分方程组模型； 式中，hc为盐穴壁面换热系数，wm2K；A为盐穴壁面面积，m2；Trw和T分别为壁面温度和气体温度，K；cv为定容比热，Jkg*K；cp为定压比热Jkg*K；Rg为气体常数，287Jkg*K；步骤2、建立空气透平模型，求取模型中的参数：根据三段膨胀式空气透平的结构、尺寸数据，采用集中参数方法求取高压进气室容积时间常数、一级换热器前后管道的容积时间常数、二级换热器前后管道的容积时间常数参数；步骤3、计算高压缸功率自然过调系数λ；步骤4、建立调速器模型，用于精确控制空气透平的转速和负载；调速器模型包含限幅环节和速率限制环节，比例系数KG为空气透平转速不等率的倒数，一般取值为24～25；步骤5、将以上建立的盐穴热力学动态模型、空气透平模型、调速器模型整合得到计及盐穴热力学特性的大型空气透平发电机组一次调频模型；步骤6、引入并联式PID，其传递函数表达形式为其中Kp为比例系数，Ki为积分时间常数，Kd为微分时间常数，三者为待优化整定参数；由此构成大型空气透平发电机组一次调频控制模型，大型空气透平发电机组一次调频控制模型包含PID控制器、空气透平模型、调速器模型，以及盐穴热力学动态模型，控制回路激励信号采用频差小扰动、大频差阶跃扰动，或模拟电网真实频率的方式；步骤7、引入一种改进型粒子群算法对PID控制器参数进行迭代寻优，增加收缩因子，粒子的速度更新公式如下； 其中φ称为收缩因子，C＝c1+c2，且C＞4；控制系统性能评估采用IAE指标，即绝对误差积分指标，IAE指标越小，表明系统的准确性越高；步骤8、按照上述算法步骤，设置粒子数、学习因子、迭代次数参数，实现改进型粒子群算法对空气透平一次调频PID控制器的参数寻优，最终寻优得到PID控制器参数Kp、Ki、Kd。步骤9、对大型空气透平发电机组一次调频控制模型进行阶跃扰动试验，统计分析一次调频有功功率调节时间、上升时间、超调量，振次数荡的动态响应指标。步骤10、统计分析在一次调频动作期间，盐穴压力较无一次调频动作的变化幅度、盐穴温度较无一次调频动作的变化幅度，评估机组一次调频动作对盐穴安全稳定运行的影响。

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