風電和水電是最具前景的可再生能源，風電的隨機性和波動性使大規模的風電接納成為當前電力系統面臨的重要問題，而利用水電機組的調峰作用可以補償風電輸出的隨機性，使水電廠和風電場能夠按計劃的輸出。

針對水輪機的特點，利用遺傳算法對水輪機的調速器參數進行整定，仿真結果表明，整定后的PID比常規PID具有更好的控制效果。水電的輸出很好的對風電輸出功率進行有效的補償，減少對電網的沖擊，有利于電網的長期穩定運行。

隨著風力發電的持續發展，風電大規模接入電網給電力系統帶來了巨大的沖擊，在發電側引入隨機性明顯，波動性強的不可控電源，給電力系統維持發電負荷的穩定帶來挑戰。風電具有了波動性與間歇性的缺點,這給電網的穩定運行以及電能質量帶來了較大的影響,同時也給風電場發電和運行計劃的制定帶來很多困難。我國幅員遼闊，水能豐富，水電作為另一種清潔能源也廣泛的應用在我國的電力結構當中。因此，風電水電協同發電是未來新能源的發展方向。

利用水電的調節能力將隨機的風電轉化成可以參與電力系統運行計劃的電源，使水電廠和風電場向電力系統可以按照計劃提供的功率的輸出，這種方式稱之為風電場和水電廠的協同運行(coordinatedhydropower wind power generation，CHWG)。

目前國內外已經有許多將風電與抽水蓄能水電站相結合的研究，基于成本利益效益最大化的角度，構建風電和抽水蓄能電站的數學模型，考慮約束條件，結合不同電價時段，從經濟性和可靠性的角度進行了仿真和驗證。但是，當前的電力系統中，絕大部分的水電都是常規水電，若僅僅為了風電并網而建造抽水蓄能電站不符合系統的經濟效益。

根據結合西北和東北等風能水能充足地區，通過風電與常規水電站的結合，減少風電負荷在跟蹤時間上的波動性，以保證經濟效益為目標，建立了風水聯合調度的數學模型。所以本文考慮風水協同發電在電網得以運行的理想條件下，主要研究如何將水電機組的控制精度提高和響應時間減少。

目前的水輪機組的調控主要傳統的PID控制，但是傳統的PID控制不能快速響應被控對象的實時變化，尤其在風水協同控制中不能應對風電功率快速的變化情況[18-19]，因此，本文提出用遺傳算法對水輪機的PID參數進行優化，以滿足水輪機在補償風電過程中的快速準備調節的要求。

圖2基于遺傳算法的風水協同運行

結論

本文在風水協同運行的背景和研究的基礎上，考慮風電的波動性和隨機性，采取用水電互補的發電方式，將風電并網時的差額功率作為水電的輸出功率，通過對水輪機PID調速器的控制，實現了水輪機對風電功率的補償，并使用遺傳算法對水輪機的常規PID參數進行了進化整定，通過仿真對比，得出結論如下：

1）通過對水輪機組PID的有效調節，水電的輸出功率可以有效的跟著風電的輸出功率，做到對風電的波動性和不穩定性進行有效的補償，最終達到理想的輸出功率，達到風水協同發電的目的。

2）通過實際數據的仿真的對比，利用遺傳算法對水輪機常規PID參數進行整定，可以有效的提高水輪機輸出功率對風電跟隨的速度，精確度，減小超調量，達到更好的風水協同發電的目的。

本文采用的風功率為實際確定的數據，而在實際的應用過程中，風速和風功率都會在預測的過程中產生誤差，影響水電的跟隨和輸出的功率補償。水輪機作為非線性，時變的系統，目前的研究狀態也大都采用簡化的理想模型。今后的研究中，也應從以上條件考慮，達到更理想的效果。