（山东端孚节能工程有限公司250031）
摘要：在火电厂中，汽轮机得一次调频研究一直都是一项十分重要的问题，一旦火电厂中得一次调频控制系统无法正常的工作，就是使整个火电厂中得电网频率出现较大的波动，不仅给整个电厂造成危害，而且还会导致整个电厂得运行安全受到极大的威胁，给整个电厂的经济效益以及社会效益带来影响，本文主要是以火电厂的一次调频为对象进行主要的研究，主要对电液转换器、滑阀油动机以及汽轮发电机组的模型进行了设计，并利用一定的理论知识以及电厂的实际情况，设计了汽轮机数字电液控制系统框图，利用Matlab仿真软件中的Simulink对模型进行了建模仿真研究，并对PID控制方案与模糊-PID混合控制方案进行了功率给定值扰动以及汽压扰动仿真，研究了两种控制方案的不同。
关键词：汽轮发电机组；频率；PID控制；建模仿真
0引言
在火电厂中，锅炉系统、汽轮机系统以及电动机系统的安全有效运行是整个电厂有效运行的保障，一旦任何一个环节出现问题都会对整个电厂的运行带来威胁。汽轮机系统作为电厂中的重要系统，其运行的稳定是保证电网频率的重要保障，一旦电厂的频率出现不稳定的情况，就会对整个用电设备带来严重的影响，严重时还会导致用电设备的损坏，因此有效的控制汽轮机的运行频率是火电厂的重要任务。
1电液转换器模型设计
电液转换器（也称电液伺服阀）分为动铁式和动圈式两种，因为DEH采用的是动铁式电液转换器，所以本文主要推导动铁式电液转换器的传递函数。
力矩马达电路的基本电压方程为：
2滑阀油动机模型设计
滑阀油动机按照其结构可分为通流式滑阀油动机和断流式滑阀油动机两大类，而断流式滑阀油动机又分成双侧进油和单侧进油两种基本类型。DEH采用是单侧进油滑阀油动机，下面推导它的数学模型。
当滑阀移动时，油动机的进油流量为：
3汽轮发电机组模型设计
汽轮机的工作原理如下：调节阀门开大后，流入喷嘴室蒸汽面积的汽量增多，喷嘴室内的蒸汽压力升高，流入汽轮机的蒸汽流量增多，汽轮机的功率增大，汽轮机的转速才相应升高。在整个过程中有两个蓄能环节，一个是蒸汽容积，另一个是转子。因此汽轮机作为控制对象，汽轮发电机组传递函数用公式7来表示。
4模型建立及仿真对比分析
在并网前的一段时间内，由于调节级压力反馈，负荷扰动以及功率给定等一系列的参数不存在，因此此时的控制可以采取单回路的反馈控制。
在并网后的一段时间内，由于调节级压力反馈，负荷扰动以及功率给定等一系列的参数需要进行调节，为了能够有效地对这些参数进行调节控制，此时的系统的控制方案主要是采用串级PID进行相应的控制。
对现有的控制方案进行了设计改进，与之前的控制方案相比，其主要的区别就是，之前的控制方式采用的基于串级PID控制方案的调节系统，而本章所采用的控制方案是在之前方案的基础上增加了模糊控制。
功率给定值扰动仿真：
分别使功率给定值受到有速率限制的阶跃信号（阶跃量为15%，限制速率为3%）扰动图通过仿真分析，采用模糊与PI混合控制方案时，功率输出的超调量比采用串级PI控制方案略小。转速输出曲线则基本重合，表明控制效果无明显差别。
汽压扰动仿真：
将阶跃信号设置为阶跃量为20%。通过仿真分析可得采用串级PID控制方案的转速输出的超调量要明显的大于采用混合控制方案的转速输出，对于功率输出来说，两种控制方案的输出结果基本上一致。
5结束语
本文主要介绍Mtalab仿真软件中的Simulink模块对被控对象进行建模仿真研究，分别详细推导了汽轮机数字电液控制系统的各主要组成环节的传递函数，进而得到各个被控对象的数学模型。同时利用matlab仿真软件中的simulink模块进行了仿真模型的搭建，并对该混合控制方案进行了仿真模型建立，同时采用本控制方案进行了扰动仿真，主要有功率给定值扰动、负荷扰动、进行了仿真研究，对比两种控制方案，得出两种控制方案的优缺点。
参考文献：
[l]胡立锦，杨永全，常喜强，张新燕，姚秀萍.一次调频对电网频率特性影响及频率相关稳控措施研究[J].四川电力技术，2013，04：10-14+65.
[2]金娜，刘文颖，曹银利.大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响[J].电力系统保护与控制，2012，01：91-95+100.
[3]任冲，孙晓强，褚云龙.西北电网一次调频评价指标研究[J].电网与清洁能源，2011，09：36-40.
[4]白成春，焦莉，朱泽.西北电网一次调频试验分析[J].中国电力，2008，06：14-18.