基于气隙磁场定向的无传感器交流跟踪励磁控制

为提高电站输出电压的瞬态、稳态性能指标和供电系统的安全及整体性能,采用气隙磁链分析的方法,分析了电压瞬间跌落的成因和大小,结合扩展卡尔曼滤波(EKF)、磁链观测技术和交流跟踪励磁控制技术,对同步发电机非线性状态模型的参数观测、无传感器气隙磁场定位和交流跟踪励磁控制,进行了详细的理论分析。根据具体电站供电系统参数,经过仿真分析和验证,并与传统励磁控制效果比较,发现建压时间缩短至原来的1/2,电压稳定时间缩短至原来的2/3,功角变化迅速,机械冲击小。

EKF状态估计交流跟踪非线性L2励磁控制

针对传统非线性鲁棒自适应控制缺乏最优控制功能的不足,依据反演设计、直接反馈线性化和最优控制相关理论,提出了交流跟踪非线性鲁棒最优励磁控制方法。采用扩展卡尔曼滤波(EKF)估计和交流跟踪比较的方法,实现了用状态参数和发电机端电压的快速获取。依据估计和计算得到的状态参数,确定了励磁系统的运行点,最终实现了全运行状态的非线性鲁棒最优励磁控制。仿真结果表明:在动态条件下,EKF能够实现发电机状态的快速估计;交流跟踪基准电压信号能够快速跟踪发电机端电压的变化;非线性鲁棒最优自适应励磁控制既能实现不确定参数的自适应和L2增益干扰抑制,同时具备了传统反演设计不具备的最优控制功能。