发电机调速器的仿真系统设计

发布时间：2017-09-25 15:01

  本文关键词：发电机调速器的仿真系统设计

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【摘要】：电力系统是一门多学科综合性的科学,其运行特性主要涉及到的电场和磁场,具有多层次相互关联性、非线性动态性、随机性、实时性等特点,这就决定了电力系统仿真在电力系统的发展过程中发挥着极其重要的作用。如今电力电子的快速发展,亦得益于电力系统仿真技术的大幅提高。目前电力系统仿真具有物理动模仿真、离线数字仿真及在线数字仿真,三者相辅相承、相互验证。利用仿真可以对未来电力系统项目的可行性进行研究,预测系统未来的性能和可能存在的瓶颈,有效地分析电网中实际发生的故障情况,并制定正确的保护和限制措施;对电网进行优化,有效地提高系统运行的经济性和可靠性。在电力系统物理动模仿真系统中,发电机调速器是影响仿真模型暂态过程的一个非常重要因素。调速器的仿真系统真实性决定了整个仿真模型真实性,因此研制出一套性能优越的发电机调速器的仿真系统具有较大意义,为仿真系统提供一个真实可靠的源,从而为电力系统的研究及继电保护产品测试打下很好的基础。本文从仿真原理及判据出发,结合自动控制及电力电子技术理论知识,结合水轮机、汽轮机、原动机调速器的数学模型,比较实际用来拖动仿真发电机的直流电动机的特性,建立发电机调速器仿真系统的数学模型,并搭建了PSCAD仿真模型及RTDS仿真模型进行软件设计原理上的验证,利用UAPC平台开发出一套发电机调速器的仿真系统装置。通过转速与电流的双闭环有差调节,实现了对原型机组调速器、原动机自平衡特性、及水汽管道特性的模拟,具有良好的静态平衡及动态平衡特性,并且针对实验室中实际需求,增加了低频振荡、阶跃等实用功能,通过改变装置参数可以模拟不同特性不同容量的原型机组。
【关键词】：电力系统动模仿真 发电机调速器 仿真系统 PSCAD/EMTDC仿真 RTDS仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM31;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 发电机调速器的仿真系统研究现状10-11
• 1.3 论文研究内容及创新点11-12
• 1.4 论文结构安排12-14
• 第2章 发电机调速器仿真判据及仿真方案14-36
• 2.1 原动机及其调速器在电力系统中的作用14-15
• 2.2 电力系统同步发电机的相似判据15-18
• 2.3 同步发电机原动系统模拟的要求18-21
• 2.3.1 原动机机械特性18-19
• 2.3.2 原动机调速器特性19-21
• 2.4 同步发电机原动机模拟方案21-24
• 2.5 同步发电机原动机数学模型24-27
• 2.5.1 汽轮机数学模型24-26
• 2.5.2 水轮机数学模型26-27
• 2.6 同步发电机调速器数学模型27-28
• 2.7 发电机调速器仿真系统数学模型28-36
• 2.7.1 直流电动机特性28-30
• 2.7.2 发电机调速器仿真系统数学建模30-36
• 第3章 发电机调速器仿真系统的设计36-57
• 3.1 发电机调速器的仿真系统组成36-44
• 3.1.1 电动机电枢及励磁回路硬件组成36-39
• 3.1.2 控制装置硬件组成39-44
• 3.2 原动机系统控制装置程序设计44-57
• 3.2.1 控制功能程序设计45-50
• 3.2.2 保护功能程序设计50-57
• 第4章 仿真试验及特性分析57-75
• 4.1.1 PSCAD/EMTDC离线仿真模型的搭建57-66
• 4.1.2 RTDS实时仿真模型的搭建66-75
• 第5章 结论75-76
• 参考文献76-78
• 附录78-80
• 作者简介及科研成果80-81
• 致谢81

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本文编号：917981