第1章 水轮机调节系统
1.1 水轮机调节系统的组成
1.1.1 水轮机调节系统的结构框图
1.1.2 被控制系统
1.1.3 水轮机控制系统
1.2 水轮机调节系统的任务和特点
1.2.1 水轮机调节系统的任务
1.2.2 水轮机调节的实质
1.2.3 水轮机调节系统的特点
1.2.4 手动水轮机调节
1.3 水轮机控制系统的发展历程
1.3.1 水轮机机械液压调速器
1.3.2 水轮机电气液压调速器
1.3.3 水轮机微机调速器
1.3.4 基于现场总线的全数字式微机调速器
1.4 水轮机调节技术的现状及发展趋势
1.4.1 我国水轮机调节技术现状
1.4.2 我国水轮机调节技术发展趋势
思考题
第2章 水轮机调节系统的静态特性和控制功能
2.1 水轮机微机调速器的静态特性
2.1.1 微机调速器静态特性的主要技术参数
2.1.2 微机调节器的主要输入、输出参量
2.1.3 微机调速器的永态差值环节及人工开度和功率死区环节
2.1.4 微机调速器的积分环节输入量
2.1.5 微机调速器的调节模式
2.1.6 单调整水轮机微机调速器的静态特性分析
2.1.7 双调整水轮机微机调速器的协联特性分析
2.2 被控制系统静态特性
2.3 水轮机调节系统静态特性
2.3.1 水轮机调节系统的静态特性
2.3.2 空载工况下调整频率给定和开度给定的定性分析
2.3.3 水轮机调节系统的功率调节
2.4 电网负荷频率控制与水轮机调速器
2.5 水轮机调节系统控制功能
2.5.1 水轮机调节系统的工作状态及其转换过程
2.5.2 水轮机调节系统的运行方式
2.5.3 水轮机调节系统的故障诊断
2.5.4 冲击式水轮机喷针的控制
2.5.5 抽水蓄能水轮机的控制
2.6 水轮机调节系统试验数据的回归分析
2.6.1 一元线性回归分析方法
2.6.2 水轮机调节系统静态特性试验的一元线性回归分析
思考题
第3章 水轮机调节系统的动态特性
3.1 被控制系统的动态特性
3.1.1 被控制系统的参数
3.1.2 水轮机的传递系数结构图
3.1.3 引水系统的动态特性
3.1.4 发电机及负荷动态特性
3.1.5 刚性水锤下被控制系统的动态结构图
3.1.6 刚性水锤下调节对象的动态特性仿真曲线
3.2 水轮机微机调速器的动态特性
3.2.1 水轮机微机调速器的调节规律
3.2.2 加速度－缓冲型微机调速器的动态特性
3.2.3 PID型微机调速器的动态特性
3.2.4 速动时间常数
3.2.5 PID调节的离散算法
3.2.6 功率（开度）前向通道开环增量环节的作用
3.3 水轮机调节系统的动态特性
3.3.1 机组空载转速摆动特性
3.3.2 甩100％额定负荷特性
3.3.3 接力器不动时间
3.4 水轮机调速器与电网一次调频
3.4.1 电网的调频
3.4.2 电网一次调频工况机组功率增量Ap与电网频率偏差△，之间的特性
3.4.3 水轮机调节系统一次调频试验
3.5 水轮机调节系统状态空间方程和稳定性分析
3.5.1 水轮机调节系统的状态空间方程
3.5.2 缓冲型（PI）调速器的水轮机调节系统的状态方程
3.5.3 采用加速度－缓冲型微机调速器的水轮机调节系统的状态方程
3.5.4 采用PID型微机调速器的水轮机调节系统状态方程
3.5.5 调节系统的稳定性和相对稳定性
3.6 水轮机调节系统PID参数的整定和适应式变参数调节
3.6.1 空载工况b1、Td、Tn的推荐初始参数
3.6.2 空载工况Kp、KI、KD的推荐初始参数
3.6.3 其他工况下推荐的PID参数
3.6.4 水轮机调节系统的适应式变参数调节
思考题
第4章 微机调节器
4.1 微机调节器概述
4.1.1 微机调节器结构
4.1.2 选择微机控制器的原则
4.1.3 微机调节器的频率测量
4.1.4 微机调节器的单机／双机配置
4.1.5 人机交互界面
4.1.6 通信接口
4.1.7 用户软件
4.1.8 主要控制器简介
4.2 微机控制器的单元和模块
4.2.1 典型的微机控制器
4.2.2 数字量输入模块
4.2.3 数字量输出模块
4.2.4 模拟量I／O模块
4.2.5 功能模块
4.3 水轮机微机调速器的频率测量
4.3.1 频率测量的基本原理
4.3.2 基于微机控制器高速计数模块的频率测量
4.3.3 基于静态频差和动态频差的微机控制器频率测量
4.3.4 齿盘测频
4.4 微机调节器的双机交叉冗余容错原理
4.4.1 独立的双微机控制器冗余控制结构
4.4.2 双微机控制器交叉冗余控制结构
4.5 微机调节器的程序编制
4.5.1 微机调速器的程序总体框图
4.5.2 调节模式和工作状态程序框图
4.5.3 微机调速器的PID调节程序
4.5.4 编制微机调速器程序注意事项
思考题
第5章 微机调速器机械液压系统
5.1 微机调速器机械液压系统原理
5.1.1 微机调速器的机械液压系统
5.1.2 大型微机调速器的机械液压系统原理
5.1.3 中、小型微机调速器的机械液压系统原理
5.2 微机调速器的电液转换器
5.2.1 电机驱动机械位移输出型电液转换器
5.2.2 方向及流量输出型电液转换器
5.2.3 数字阀
5.3 微机调速器的主配压阀
5.3.1 主配压阀的主要技术要求
5.3.2 液压控制型主配压阀
5.3.3 机械位移控制型主配压阀
5.3.4 主配压阀容量估算及选择
5.4 微机调速器的机械开度限制机构
5.5 微机调速器的紧急停机阀
5.6 微机调速器的导叶分段关闭装置
5.7 微机调速器的事故配压阀
5.8 微机调速器典型机械液压系统
5.9 水轮机调速器的油压装置
思考题
第6章 水轮机调节系统建模及仿真
6.1 基于MATLAB的水轮机调节系统的仿真模型
6.1.1 水轮机调节系统的MATLAB基本仿真模块
6.1.2 水轮机调节系统的仿真模型
6.1.3 M-File程序实例
6.2 空载频率波动和空载扰动过程仿真
6.2.1 空载频率波动过程仿真
6.2.2 空载扰动过程仿真
6.3 机组甩100％额定负荷过程仿真
6.3.1 PID参数对甩100％额定负荷动态过程影响的仿真
6.3.2 机组及引水系统参数对甩100％额定负荷动态过程影响的仿真
6.4 接力器不动时间的仿真
6.5 水轮机调节系统一次调频仿真
6.5.1 一次调频仿真原理
6.5.2 积分增益KI取值对于电网一次调频的动态过程影响的仿真
6.5.3 比例增益KP取值对于电网一次调频的动态过程影响的仿真
6.5.4 接力器最短开机和关机时间Tf取值对于电网一次调频的动态过程影响的仿真
6.5.5 机组和电网惯性时间常数Ta取值对于电网一次调频的动态过程影响的仿真
6.6 孤立电网运行特性仿真
思考题
附录 YT系列机械液压调速器
F.1 YT系列机械液压调速器的结构
F.2 YT系列机械液压调速器的组成
F.3 YT系列机械液压调速器的主要特点和组成部分
F.4 调速器各机构动作原理说明
F.5 YT系列机械液压调速器的静态和动态特性
思考题
参考文献
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