基于同步发电机参数辨识的最优励磁控制系统设计与仿真研究

发布时间：2016-12-13 10:16

  本文关键词：基于同步发电机参数辨识的最优励磁控制系统设计与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆大学》 2012年

基于同步发电机参数辨识的最优励磁控制系统设计与仿真研究

冯树辉  

【摘要】：在提高电力系统稳定性并改善其动态品质方面，发电机励磁控制已成为极其重要的措施。通过对发电机励磁施加适当的控制，可以有效地改善电力系统在大、小扰动下的稳定性。因此，研究和设计性能优良的同步发电机励磁控制系统对电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。 同步发电机励磁控制是改善系统动态品质和提高系统稳定性的有效手段，但是控制策略的研究和方法的应用都需要有较为详细、精确的发电机模型参数。同步发电机参数及其准确度对励磁控制系统设计和控制性能有着直接的影响。因此，在设计同步发电机励磁控制系统之前辨识出准确可信的同步发电机参数显得尤为必要。 本文首先对同步发电机参数辨识方法和励磁控制方式的研究现状做了较为详细的论述，系统地介绍了开展同步发电机参数辨识和励磁控制系统设计工作所需的数学模型和基本理论方法。 为了避免同步发电机电气参数辨识过程中复杂的微分方程的求解，简化参数辨识方法，提高辨识效率，本文基于同步发电机的派克模型详细推导了全部由可观测量表示的同步发电机的电气参数辨识模型。根据参数可辨识性原理，对本文所推导的同步发电机的电气参数辨识模型和机械参数辨识模型进行可辨识性分析，得出电气参数在将稳态方程作为附加条件的情况下可唯一辨识和机械参数在认为原动机转矩近似不变的情况下可唯一辨识这两个结论。提出了同步发电机参数的分步辨识策略，然后分别采用非线性最小二乘法和直接积分最小二乘法来辨识发电机的电气参数和机械参数。通过MATLAB仿真平台进行算例仿真，并与其他方法进行比较，验证了本文所采用的参数辨识模型和方法是合理、有效的。 在辨识出同步发电机参数后，基于同步发电机的派克模型推导出了供设计线性最优励磁控制规律用的单机无穷大系统的线性化状态空间方程。以该方程为基础，根据最优控制理论，设计了一种同时以机端电压、有功功率、无功功率、角速度、功角作为反馈量的新型励磁控制器，成功地将发电机功角、无功无功率这两个与稳定性和品质密切相关的重要参量引入控制规律。同时，为了提高机端电压的调节精度，基于稳态调整与动态调节区分开来的思想，将积分调节引入励磁控制规律。最后，利用MATLAB仿真平台对所设计的励磁控制规律进行仿真实验，并与其他励磁控制方式进行比较，结果表明：本文所设计的励磁控制规律与其他励磁控制规律相比，能够有效地提高电力系统在大、小扰动下的稳定性，在电压调节精度方面亦有明显改善。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM341
【目录】：

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