关键字 |
| 同步发电机模型开发、激励器、控制器、Satiability等等 |
介绍 |
| 一个励磁控制器设置一个输出终端参考电压的同步电机无功功率的输出同步电机和变压器的高压侧的参考电压,提供和控制励磁电流的磁场绕组同步机响应之间的偏差电压参考电压和输出终端。这可以解决传统的励磁控制器的问题,尽管它可以传输总线上的传输电压维持在一个固定的值,需要一个昂贵的proportional-plus-integral-plus微分控制器检测传输电压总线上传输,这就增加了生产成本的励磁控制器。同步发电机是专门用于电力生产。发电机是提供真正的权力从原动力,通常涡轮,而电力系统励磁电流的电器提供的励磁系统。 |
| 励磁系统的设计也应该满意的范围广泛的操作条件以及故障条件。实际非线性控制方法包括一个开环的非线性逆模型植物动力学和非线性反馈取消工厂。非线性系统的线性化模型的近似收益率自适应控制的应用,实时测量的工厂投入使用,获得明确植物模型或设计一个控制器基于这个模型(间接自适应控制),或直接修改控制器输出(直接自适应控制)。典型的研究关于现代代数的应用程序和使用线性系统最优控制方法在励磁控制器设计模型。一般来说,同步机的励磁控制系统有一个基本的功能来执行自动电压调节功能,控制同步发电机的端电压是常数,与辅助函数作为励磁限制函数和一个在励磁限制功能,同步机的操作稳定、临界范围内。领域的同步发电机励磁控制Kanniah,马利克,希望et al。[1]在电力系统操作是对计算机控制和管理。类数字自适应监管机构的自调优监管机构适合这一目的。在同步发电机控制小采样间隔之间的冲突产生必要的跟踪动力学和大过程计算机所需的计算时间。毛泽东,c .风扇,J et al。[2]他们使用一种自适应最优控制算法对于两个实时控制应用程序,一个最优励磁控制的同步发电机(OEC)和电力系统稳定器(PSS)。在电力系统的物理模型实验研究表明,该最优励磁控制(OEC)和电力系统稳定器(PSS)可以跟踪控制系统的参数识别在不同的操作条件。该算法是基于线性最优控制理论。 The proposed OEC and PSS can track the controlled system very rapidly. Flynn, D.Brown and M.D et al. [3] studies have suggested a number of strategies to deal automatically with plant nonlinearities and plant ageing, perhaps the most significant of which is adaptive control. These methods can improve overall control of turbo generator systems. Power system control essentially requires a continuous balance between electrical generation and a varying load demand, while maintaining system frequency, voltage levels and network security.Deghdy, S. Yousef, H. Ahmed et al. [4] a poleplacement adaptive self-tuning regulator is proposed for the design of digital power system stabilizers. The proposed technique employs a self-timing pole-placement power system stabilizer in order to improve the dynamic performance of a synchronous machine under a wide range of operating conditions. |
励磁系统模型和无功功率调节 |
| 大多数发电机都配备了一个AVR。这些设备维持发电机的端电压在指定的值通过调节励磁电压,因此励磁电流提供负载所需的无功功率。然而,随着分布式发电,电压调节由IEEE 1547禁止,除非特殊协议。常见的操作模式的无功功率(或功率因数)监管。 |
| 励磁机系统广泛用于同步机通常分为四个不同的类别。分析所涉及的时间框架为简单起见,这里的励磁系统表示为用必要的滞后调整PI控制器电路。电路模型的参数近似于发电机端电压的聚合反应。图3显示了该励磁系统模型,用于仿真的机器。一个反馈PI控制器级联的励磁调节无功功率的机器。因此,电网连接时,无功功率的输出机器将遵循所需的参考价值。 |
| 无功功率调节器和励磁机的描述是由 |
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| 弗吉尼亚州,andVB上面的中间变量显示在图1。 |
| K1、K2、K3不变的控制器。 |
| T1、T2and T3时间常数的控制器。 |
| 问裁判是无功功率的参考价值。 |
| Vref终端电压的参考。 |
| Vt efd的终端电压是发电机的励磁电压作为输入 |
比例积分控制器 |
| PI控制器计算和传输信号的控制。O (t) iscomputed输出信号。PI控制器参数取决于proportionalgain (Kp),积分时间(Ti),输出信号O (t)误差e (t)和等变化的输出比例获得Kpi。当前错误值成正比。Theproportional获得Kp价值高系统变得不稳定。另一方面Kp的给出一个较小的值,一个输出响应。PI控制器消除稳态误差。isdesign PI控制器的优点是简单,快速响应,提高了稳态响应。在PI控制器是通过Kp, Ki、价值观。比例积分控制器的缺点是消除稳态误差和峰值开枪。 |
电压生成系统的建模 |
| block-oriented三阶模型的发电机连接到一个无限强大的网格如下一些假设,去公园的线性化方程的三相同步电机在给定的操作点。在图3这三阶发电机模型扩展速度控制回路,包括近似蒸汽阀转移和涡轮机转移函数和电压调节器。在一个相互联系的电力系统,负荷频率控制(利物浦)和自动电压调节器(AVR)设备安装为每个生成器。控制器设置为特定的操作条件和照顾小负载的变化需求保持频率和电压大小在指定的范围内。小的改变真正的权力主要是依赖于转子角δ和变化,因此,频率。无功功率主要取决于电压大小即。发电机励磁。励磁系统的时间常数是小得多的原动力时间常数及其瞬态衰减更快,不影响利物浦动态。所以利物浦之间的交叉耦合循环和AVR的循环可以忽略不计,并且负载独立频率和励磁电压控制进行了分析。 |
| 这个模型的参数化实现全面测量的发电站。这些测量是由应用以下逐步干扰单位2.5和5领唱逐步变化蒸汽阀的设定值,即。功率设定值,而价值(power-feedback循环开放)。2.5和5领唱逐步变化的电压设置点在蒸汽阀保持恒定值。 |
| 这些测量完成各种操作点;结果在两个操作点,即一个感应点150 mw / 60份和一个电容点100/-10 mvr,显示在这张钞票。同时两个值获得的电压控制循环使用和执行一套单独的测量脸颊检测电流反馈稳定性的影响。 |
| 建模和识别的结果导致以下的结论。 |
| 1。单位合理的ninth-order模型类似于测量行为。 |
| 2。的元素分析数据得出的结论,主要控制回路的贡献可以忽略发电机系统的动态行为。 |
| 3所示。不同的操作点和考虑ofKi的观察到的变化,当今的s平面配置系统。 |
结果和讨论 |
)使用PI和PID控制器输出稳态信号控制。 |
| 在上面的图发电机voltagevs。时间显示。在Fig-4athe PI控制器和Fig.4b使用PID控制器使用。阻尼振荡是4 PI控制器和1.2年代的PID控制器。结果是更好的在PID控制器PI控制器,因为错误是非常少的PID控制器。 |
| 在上面的图frequencyvs发生器输出。时间显示。在Fig-5athe PI控制器使用,微型计算机体积很小。b使用PID控制器。结果是更好的在PID控制器产生最大频率和最小误差。 |
| 6系统输出负载角偏差响应使用π6。使用PID b-System输出负载角偏差响应 |
| 在上面的图六anglevs发生器输出负载。时间显示。在Fig-6athe PI控制器和Fig.6b使用PID控制器使用。结果是更好的在PID控制器生成最小负载角和最小误差比例积分控制器。 |
B)平衡三个阶段短路。 |
| 电枢电流随时间的各个阶段中一个相当复杂的方式。波形的分析表明,它们包括 |
| •基频组件。 |
| •一个直流分量。 |
| •一个双频组件。 |
| 基频分量是对称的时间轴。叠加在直流分量会给一个不对称波形。不对称的程度取决于点的电压周期发生短路。Fig.10所示的励磁电流、定子电流,包括直流和交流组件。交流分量衰减,是由一个基本和二次谐波。二次谐波分量的励磁电流和电枢电流相对较小,通常被忽略。我们看到,在短路,机器的有效电抗只能假定沿直轴和非常简单的模型获得了研究电力系统故障和暂态稳定分析。 |
| 在上面三个图的(Fig-7 8 9)线接地故障显示0.2 s。在三相短路Fig-10励磁电流。故障持续时间是0.2秒。 |
C)线对地短路 |
| 最常见的错误同步机相间和phase-to-neutral短路。这些不平衡故障是最难以分析。d-q-0模型不适合不平衡故障的研究,需要进一步转变。解析解还只是近似的。数值解的原始电压方程可以用不需要任何转换。 |
| 在以上三个Fig-12the行线短路所示0.2 s。在Fig-13线对地短路励磁电流。故障持续时间是0.2秒。 |
结论 |
| 在本文中,我们调查了不同类型的控制器用于excitationcontrol同步发电机模型,我们设计了不同类型的控制器和稳定性的研究总工厂使用MATLAB编程奈奎斯特稳定性标准。我们观察到的性能激发通过改变不同的参数控制器。起初AVR的系统模拟了不同的放大器增益(KA)和观察到的系统响应高度振荡在拍摄自然高,沉降时间。然后stabilizer-rate反馈系统中引入并发现系统响应已经有所改善,但直到那时在拍摄一些出现在系统响应和沉淀时间不是很令人满意。在下一步中我们介绍了PID控制器系统和观察到的反应是非常满意,不含过度,减少沉降时间。例如我们已经调查了AVR 500 MW电厂系统的稳定性与不同的系统增益值。发现系统稳定获得1到2000,但如果获得等于2500或2500多系统变得不稳定。本文报告导出的非线性最优励磁控制策略generator-infinite-bus杆系统。它也达到积极的阻尼不管传输网络参数的值。由此产生的励磁控制系统的整体结构是完全不同的标准AVR + PSS系统。在标准系统主要的电压控制器是AVR和权力的阻尼摇摆是通过PSS。 |
数据乍一看 |
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引用 |
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