电力系统中发电机励磁控制系统的研究与优化

随着电力系统的迅速发展,发电机励磁系统对于电力系统的稳固与安全发挥了重要作用。本次研究,主要探讨的是发电机励磁系统的性能。在初步模型的支持下,对发电机励磁系统探讨,进一步阐释了该系统的运作法则。经过古典控制理论的敲打,推动出一种新颖的控制方式,旨在优化系统的活力,提高系统对扰动的抵制能力。模拟实验表明,新的策略不止在一定程度上提高了电力系统的稳固与反应速度,面临巨大扰动亦展现出强大抵挡力。后期,我们进一步针对电力系统在不同工况下对励磁系统的不同要求,制定了相应的优化策略。经过一系列的实验测试和验证,新的优化方法显著提高了电力系统的性能,特别是在面对复杂、多变的电力系统条件下,提升了系统的稳定性,为未来电力系统的高效、安全运行提供了有效的理论保障。

基于电机励磁控制的斩波器吸收电路参数选取

某船用直流电机的励磁控制系统因吸收电路中的吸收电阻发热导致MOSFET管烧毁。基于励磁控制系统主电路的吸收环节,即一种采用调频板给予电路中MOSFET管PWM信号的带整流桥的降压电路拓扑结构,在确定电路中滤波电容与励磁绕组阻抗值大小的前提下,从吸收电阻耗能、降低MOSFET管开通峰值电流、交流端输出幅值电压3个方面考虑,对该吸收电路环节中电阻、电容参数的选择进行了仿真实验研究和最优选取。结果表明适当增大吸收电容和吸收电阻参数值可以有效地抑制开关管开通峰值电流,而且前者会增加吸收电阻的耗能功率,后者可以减小开关管开通时流过吸收电阻的冲击电流。从而得出结论,正确选择吸收电阻、电容参数值可以满足该励磁控制电路的稳定性和可靠性。

模糊PID同步发电机励磁控制器的设计

同步发电机励磁控制系统,是同步发电机控制系统的重要组成部分,它的性能对同步发电机系统的供电质量及其运行的可靠性和稳定性有着直接影响.将传统PID控制和模糊控制技术相结合,设计一种参数自适应的模糊PID励磁控制算法用于三相同步发电机的励磁控制.经过现场试验及结果分析,此种算法具有良好的励磁调节特性,是值得推广的一种算法.

基于模糊PID算法的同步发电机励磁控制器设计与仿真研究

同步发电机励磁控制器是同步发电机控制系统的核心.传统PID控制理论在同步发电机励磁控制上的应用已经非常成熟.但是,这种控制方式存在着定参数、线性控制规律、适应性差的缺点.针对这些问题,采用模糊PID的控制算法,根据输出变化量和变化率在同步发电机运行过程中实现实时调整,起到动态调整PID参数的作用,使系统的动态和静态运行性能得到改善,并使系统具有较强的适应能力,提高控制效果.

基于动态矩阵控制的同步发电机励磁控制

针对影响电力系统稳定性的重要因素,为了解决现代控制理论对被控对象精确数学模型的过分依赖问题,克服实际工业过程中经常出现的非线性、时变性、不确定性和发电机非线性控制中选单状态变量作为输出函数时出现的静态偏移等问题,以及避免传统意义下全局优化的缺陷,针对陆上发电机单机无穷大系统,将系统方程线性化、偏差化后,以主发电机励磁绕组电压的偏差为输入量,以有功功率偏差、角速度偏差和端电压偏差为输出量,基于MATLAB仿真环境搭建了发电机的三阶实用模型。将动态矩阵控制算法应用于同步发电机励磁控制系统中,分别针对不同的扰动对系统进行了仿真,仿真结果表明,所设计的控制器在不同的扰动下都比线性最优励磁控制器具有更强的抗扰能力和更好的稳压性能。

大型发电机励磁控制电源改造

1.前言发电机自动励磁调节器稳压控制电源是励磁系统的核心部分。它如不能稳定可靠工作,将导致自动励磁调节器退出运行,并引起发电机失磁或其它事故。目前大型火电机组配置的KGT—2A型自动励磁调节器的稳压控制电源,系采用两级稳压方式。因其调节环节多。

基于控制方法的发电机励磁系统优化研究

为解决低频振荡问题,研究构建海佛容-菲利普斯模型,以分析励磁系统的滞后特性,然后使用粒子群优化算法改进电力系统稳定器的相位参数,并设计PSO-PSS软件。最后研究设计一种全局快速终端滑模励磁控制方法,实现对发电机励磁系统的优化。研究结果显示,GFTSM控制器在扰动产生1 s后即可让励磁系统稳定,研究提出的PSO-PSS软件与GFTSM控制器拥有更为优秀的控制能力。

交流励磁发电机励磁控制系统研究

交流励磁发电机具有非常优越的独特性是超越异步发电机和传统同步发电机,广泛应用于变速恒频发电领域。本文通过对交流励磁发电机励磁控制系统的研究,基于全模糊控制器,控制算法和系统实现相对简单控制过程中只需要测量转子转速及位置角、定子电流和电压。本文提出的交流励磁发电机控制系统是基于全模糊控制器的新式的交流励磁发电机控制系统,此系统可以实现转速和有功、无功的独立操控,系统在整体设计上具有较好的可操控性和动态性能。

基于目标全息反馈法的发电机非线性励磁控制设计

针对单输入非线性控制系统,提出了一种目标全息反馈的非线性控制设计方法(NCOHF),以解决非线性控制系统的多目标控制问题。该方法可将非线性控制系统的多目标控制问题转化到线性空间中,并均在性能指标中得到约束,从而控制规律包含全部控制目标的反馈信息,形成目标全息反馈的思想。将这种设计思想运用于发电机非线性励磁控制设计中,分别设计得出2种均以机端电压、有功功率和角速度为控制目标的目标全息反馈非线性励磁控制规律(NECOHF)。仿真结果表明:这2种控制规律不仅能有效地镇定发电机的机械振荡,改善系统的稳定性,而且能很好地解决发电机输出特性的控制精度问题。

同步发电机的反馈-前馈迭代学习励磁控制

将一种反馈-前馈迭代学习控制算法引入发电机的励磁控制,设计了一种新型的励磁控制器,以调节发电机的功角和机端电压至稳态运行点的极小领域。该控制器采用迭代学习前馈和PID反馈相结合的控制方法,综合了二者的优点,具有在有限时间内迅速精确跟踪期望轨迹,鲁棒性强的特点。仿真结果表明所设计的控制器比采用单一控制方法设计的控制器具有更强的维持机端电压的能力,能有效提高发电机的功角稳定性。

发电机的浸入与不变自适应反步鲁棒励磁控制器

针对含有不确定参数的发电机励磁控制系统,设计了一种新型的自适应反步鲁棒励磁控制器。在设计过程中,基于反步法逐步进行控制器的设计,并引入非线性阻尼算法来减小反步法的"计算膨胀"问题,有效地增强了控制器的鲁棒性。接着介绍了应用浸入与不变自适应控制设计阻尼系数的自适应估计律。通过MATLAB软件进行仿真研究,验证了该算法的有效性和优越性。

同步发电机励磁系统的无模型控制研究

同步发电机励磁系统的基于模型的控制算法过分依赖模型,很难保证其控制效果。本文尝试将无模型自适应控制算法应用于励磁系统的控制。首先,介绍了励磁系统的模型和无模型自适应控制算法的基本原理。然后,对于具有稳定增益的系统,提出了改进的无模型控制算法。并将其应用于确定工况的发电机励磁系统的控制。仿真结果显示:改进的无模型控制算法的快速性提高;在不同的电压传感器故障情况下,无模型控制显示了很强的自适应性和鲁棒性。

发电机励磁辅助控制功能对特高压直流送端动态无功支撑能力的影响研究

发电机励磁调节器的精确建模是分析发电机无功支撑能力的基础。针对现有研究中缺乏考虑发电机励磁辅助控制功能对直流近区发电机动态无功支撑能力的影响这一不足之处,分析了发电机过励限制、低励限制、定子电流限制、最小励磁电流限制等励磁辅助控制功能对直流近区发电机无功特性、换流站母线电压的影响。实际特高压直流送端大电网仿真计算结果表明,发电机低励限制和最小励磁电流限制考虑与否会影响特高压直流送端暂态、稳态过电压水平,发电机过励限制、定子电流限制会影响特高压直流送端长期低电压的动态过程。发电机励磁辅助控制功能的考虑与否对于特高压直流送端近区电网的电压稳定、功角稳定分析结果有重要的影响。建议在特高压直流送端稳定分析中,发电机励磁模型采用包含各个辅助控制功能的详细励磁模型。

双馈风力发电机系统的自抗扰神经网络的励磁控制

在双馈发电机传统控制方式的基础上,将自抗扰控制技术和BP神经网络相结合结合,应用于双馈风力发电机并网运行的控制上,提出了一种新的双馈风力发电机并网运行控制方案.该控制方案具有内外两个控制环,内环通过BP神经网络实现双馈风力发电机的转子d-q轴电流控制,外环通过自抗扰技术实现双馈风力发电机定了侧的有功、无功控制.由于自抗扰控制器利用一阶跟踪微分器和扩张状态观测器对系统扰动进行动态跟踪补偿,在此基础上输出双馈电机转了交-直轴电流的参考值,然后将该参考值作为BP神经网络训练样本的输入,训练后的BP神经网络可以更好地逼近实际转了电压输出量.论文设计并实现了该方案的具体控制算法.仿真测试表明:该控制方案具有优良的动态性能,对系统的内外扰动具有较强的鲁棒性,在没有精确的发电机参数情况下依然可实现并网系统的稳定运行.

同步发电机励磁与SCES多目标协调控制

考虑超级电容器储能装置的有功和无功补偿能力,提出同步发电机励磁控制与超级电容器储能装置(SCES)结合的多目标协调控制方案。首先,建立以同步发电机机端电压、有功功率和角速度,以及超级电容器储能装置注入点电压和其注入有功功率为控制目标,建立多目标方程组进行协调控制。其次,利用目标全息反馈非线性控制设计理念,对同步发电机励磁和超级电容器储能装置,进行非线性协调控制设计,确保上述物理量均具有良好的静、动态性能。最后,通过软件仿真验证了所提思路的正确性。

同步发电机多步预测自校正励磁调节器

将多步预测自校正控制(Multi-step Predictive Self-Tuning Control)理论用于同步发电机励磁控制中来,选取多个状态量偏差的组合做为输出,用渐消记忆递推最小二乘法在线辨识同步发电机三阶非线性方程经线性化和离散化后的模型参数,并采用一种简单有效的方法离线确定b0(b0是前面提到的模型参数之一)。针对单机无穷大系统,设计出多步预测自校正励磁调节器(Multi-step Predictive Self-Tuning Excitation Regulator,MPSTER)。数字仿真结果表明,该励磁调节器控制效果好,能及时跟踪发电机运行工况的变化,在系统遭受的各种干扰下均表现出良好的动、静态性能。

基于PID预测函数的励磁控制研究

同步发电机励磁控制对提高电力系统稳定性起着重要的作用。当电力系统发生故障或受到扰动时,容易出现长时间的低频率振荡,严重影响系统的稳定运行。为了提高电力系统运行的稳定性,在讨论励磁控制现有控制方式和分析预测函数控制(PFC)算法和PID算法的基础上,将预测函数控制算法的性能指标构造成PID形式,推导出改进的PID型预测函数控制算法(PIDPFC),并应用于同步发电机励磁系统控制。通过仿真研究对比,在时域内分析了PIDPFC控制器的参数选择对系统控制性能的影响,取得了预期的结果,仿真结果表明了PIDPFC算法的优点。

模糊PID预测函数控制在励磁系统中应用

为了克服PIDPFC算法不能在线进行参数自整定的缺点,提高发电机运行的稳定性,使其具有更高的精度,将模糊控制算法与PIDPFC算法相结合,运用模糊逻辑控制实现了PIDPFC控制参数在线自整定,完善了常规的PIDPFC控制器,提高了其控制精度以及系统的鲁棒性能。将模糊PIDPFC控制算法应用于同步发电机励磁系统中,通过Matlab仿真,并与PFC、PIDPFC控制器的仿真结果进行比较,可以看出模糊PIDPFC控制器具有更好的控制效果,PIDPFC中3个参数的整定简单而精确。研究结果表明,在模糊PIDPFC控制下的系统具有更好的动态性能和静态性能。在电力系统动态模拟实验室进行试验,结果跟之前软件仿真达到的效果一样。

励磁系统的H_2/H_∞保性能控制器

基于H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化研究了单机-无穷大电力系统的励磁控制器设计。建立了含不确定因素的数学模型,采用解线性矩阵不等式(LM I)方法,利用MATLAB/LM I工具箱得出发电机励磁的H2/H∞保性能控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,使H∞控制具有较小的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求。

圆盘区域极点配置在发电机励磁系统控制器模型中的应用分析

现代控制理论的一个最为基本问题便是设计合适的反馈控制器。一直以来国民经济的良好发展与平稳运行就有对电力系统运行稳定新进一步改善与提高的要求。如今,越来越多的研究者与工程师将现代控制理论中最优控制方法运用到同步发电机励磁控制系统的设计当中,并且取得了可观的效果与成绩,引起了研究界与工程界的广泛关注。