基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制技术研究

针对同步发电机采用传统PID控制不能很好地满足电力系统对抑制振荡、提高动态稳定极限等方面要求的问题,提出了一种基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制方法;给出了基于拉格朗日方法的同步发电机励磁系统偏差线性化模型,分析了最优励磁控制量的确定方法,建立了基于最优励磁控制方法的同步发电机系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,最优励磁控制方法能够实时控制同步发电机励磁系统,确保了同步发电机的输出稳定性。     

船舶无刷发电机励磁控制系统的数字仿真

在船舶发电机性能优化控制问题的研究中,无刷发电机励磁控制系统能改善船舶电力系统的电压稳定性.由于输电线路受负载扰动,影响电网的稳定性.为了提高电网性能,在各单元数学模型的基础上进行分块数字建模,采用船舶常用的相复励与PID结合的控制策略,用控制器为核心的闭环励磁控制模型建立仿真系统.根据实际系统设置参数,仿真扰动和故障工况.仿真结果反映了船舶无刷发电机励磁控制系统的动态性能和故障特征,证明了仿真模型和方法的正确性,可用于船舶励磁控制系统的设计调试和性能评估.     

基于DSP的数字励磁调节器研究

目前广泛使用的同步发电机数字励磁调节器使用简单的单片机控制,采用PID（比例-积分-微分控制）＋PSS（电力系统稳定器）控制策略,励磁调节器体积大,模块间干扰大,速度低,可靠性差,很难保证产品质量达到标准要求。为了弥补这个不足,采用PID（比例-积分-微分控制）＋PSS（电力系统稳定器）＋NOEC（非线性最优励磁控制）综合控制策略,把DSP（TMS320F2812）用于同步发电机数字励磁调节器中,具有通用性强、结构简单的特点,同时可以实现优良的控制效果。     

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.     

应用于原动系统的励磁调节器建模与仿真

数字式励磁调节器应用在电力系统动态模拟实验室的原动系统中,根据原动励磁系统的实际运行情况建立数字式励磁调节器的模型,主要由采样单元、数据处理单元、控制单元等模型组成.同时考虑了并网调差环节,在Matlab/simulink环境下对励磁调节器模型进行仿真,仿真结果表明发电机的起励、阶跃、强励响应等性能均满足系统要求,对同步发电机模拟励磁系统具有良好的控制效果.     

同步发电机励磁控制器设计

针对基于开环迭代学习控制的同步发电机励磁控制器存在稳定性差、易受干扰影响、不能完全跟踪期望轨迹的问题,设计了一种基于开闭环PID迭代学习控制与电力系统稳定器结合的同步发电机励磁控制器;在开环迭代学习控制的基础上,引入闭环反馈控制,将上一次的输入和输出误差及当前的输出误差作为当前的控制输入,从而构成开闭环PID型迭代学习控制;同时,利用电力系统稳定器提供的附加正阻尼信号来改善同步发电机励磁控制系统的电压稳定性和功角稳定性。仿真结果表明,该励磁控制器具有较强的鲁棒性,提高了系统稳定性。     

同步发电机非线性励磁系统模糊滑模控制研究

同步发电机励磁系统是一个具有时变性、多时滞环节以及高度非线性的复杂控制系统,其运行是否可靠直接影响到整个电力系统运行的稳定性。因此,对发电机励磁系统进行有效的控制至关重要。针对发电机励磁系统运行时的动静态性能要求,提出一种模糊滑模复合控制策略。滑模控制以其对干扰和摄动的不变性等优点,可以有效地解决发电机励磁控制的鲁棒性问题,并可保证系统的全局渐进稳定性;同时,采用指数趋近律的方法,可以使系统在趋近运动段快速到达切换面。模糊控制能够模仿人的经验对复杂对象进行专家控制。将其应用于励磁控制中,可以提供更佳的阻尼效果,减少滑模运动产生的抖振,提高扰动下的动态品质。为验证算法效果,利用MATLAB进行仿真。仿真结果表明,与单纯的滑模控制相比,该控制算法可加快发电机励磁系统的响应速度,增强鲁棒性,有效地提高了电力系统的稳定性。     

双馈风机自适应神经分散协调预测控制

目前,双馈感应发电机转子侧励磁控制系统均依据"孤立"模型设计."孤立"模型忽略了各子系统之间、各控制器之间的相互作用,因此这种控制器仅对改善本系统的控制特性有一定作用.针对以上情况,提出了一种自适应神经分散协调控制策略,并将其应用于双馈感应发电机转子侧励磁控制系统仿真研究中.首先,利用电力关联测量法建立了基于本地变量的双馈风机关联测量模型.其次,以关联测量模型作为预测模型,采用多模型预测控制器对双馈风机转子侧励磁系统进行控制.最后,利用可在线调整的人工神经网络作为多模型加权控制器以补偿双馈风机强非线性、工作区间变化范围大的特点.主导特征值分析和动态仿真表明:该控制策略不仅实现了高精度的最大功率跟踪控制,而且在电力系统故障时可提供持续的、充足的阻尼.     

基于SIMULINK的迭代学习励磁控制器的设计

该文将迭代学习控制理论应用于同步发电机励磁控制器的设计中,采用混合型迭代学习控制律对其进行控制。在两机系统中使用SIMULINK软件对励磁控制系统的稳定性和动态性能等进行分析,设计出满足系统要求的励磁控制器。仿真结果表明该方法的有效性和一般性,改善了控制性能,具有很强的维持机端电压的能力,与常规的PID控制器相比较,收敛速度得到很大提高,有利于提高电力系统稳定性。     

飞机发电机励磁系统的建模与控制仿真

在飞机发电机励磁系统的优化设计中,单纯的PID控制虽然能满足一般的动静态性能,但是也有响应速度慢、调整时间长,稳定精度低等缺点.为了解决上述问题,提出了采用小脑模型神经网络(CMAC)和常规PID并行控制的励磁方案.在分析飞机同步发电机数学模型和励磁系统原理的基础上,建立了飞机同步发电机及其励磁调压系统的SIMULINK仿真模型.通过对比分析仿真结果可以得出:CMAC-PID控制的励磁方案比常规PID控制的响应速度快、调整时间短、稳定精度高,并且没有超调量,体现了改进控制方案输出误差小、鲁棒性强、动静态性能优的特点.     

Input Shaping of the Synchronous Generator for Reduction of Self‐induced Oscillations

This article suggests the application of input shaping for the elimination of electromechanical oscillations arising from changes in the operating point of the synchronous generator. Poorly damped poles are the cause of electromechanical oscillations of the synchronous generator. Various power system stabilizers (PSS) are now used to reduce the electromechanical oscillations. Input shaping is a feedforward control and therefore does not require the measurement of electrical and mechanical quantities of the synchronous generator unlike the PSS. It is possible to apply the input shaping for the excitation system of synchronous generators with or without PSS.     

基于DSP的数字励磁控制器的设计与开发

在电力系统中,励磁控制系统具有稳定发电机机端电压,分配机组无功和提高电网运行稳定性的重要作用。本设计中,以改进的AVR+PSS方式为控制算法,选取TI公司的TMS320F28335作为核心控制器,首次使用DSP的PWM移相触发和或门逻辑组合方式产生双控制脉冲。在Saber Sketch环境下,使用MAST语言建立基于离散Symbol的单机无穷大仿真平台,验证方案的可行性及控制性能。并制作控制器硬件电路板,通过小机组运行试验测试控制器性能。实验表明,该数字控制器移相触发准确、可靠,所控机组机端电压稳定,具有非常好的应用前景。     

Nonlinear control design for excitation controller and power system stabilizer

The paper focuses on the design of excitation controller and power system stabilizer (PSS) control schemes to enhance voltage regulation and transient stability. To design the excitation controller, the nonlinear models of the synchronous generator and electrical system are suitably arranged to give an input-output nonlinear model, which is subsequently made linear by a compensating law. The PSS control scheme is designed according to a new approach, based on the inverse system theory, which guarantees satisfactory swing damping by reducing the mutual influence between transient stability and voltage regulation. The results obtained by numerical simulations in different operating conditions confirm the effectiveness of the proposed design, also in the presence of model parameter inaccuracy.     

基于先进复合控制算法的同步发电机励磁分布式微机控制系统设计

设计一种新型同步发电机励磁系统,除了采用串联型PID控制算法外,还辅助以PSS、LOEC、NOEC控制算法分别用于改善电力系统小干扰稳定性、抑制各种频率的低频振荡和系统暂态稳定、静态稳定并抑制电力系统功率振荡。给出了系统硬件框图、算法和主程序流程图,并对系统运行过程进行了阐述。     

电力系统耦合双回路数学建模及仿真

对短距离电力系统数字仿真时，可按物理设备对系统分块，将电力传输线、同步发电机、变压器、综合负载分别作为独立模块建模，各模块连接处用解耦电压源替代，这样各模块可平行地进行数字积分。本文用集总参数建立了双回线而且考虑两回线之间以及每回线各相之间都分别存在着耦合的双回传输线模块数字实时仿真模型，并在已知同步发电机与综合负载模型的基础上，给出了相应的数值积分方法。     

基于PCC的双馈风力发电系统励磁控制器的研究

在分析现有变速恒频双馈风力发电励磁控制系统的基础上,提出了一种基于PCC的双馈励磁控制器的实现方案;以PCC可编程控制器作为励磁控制器的核心控制器,简化了系统硬件结构,提岛了系统稳定性和系统的反应速度;通过搭建仿真实验系统,原动机采用15kW交流异步电机来模拟风机,双馈发电机采用绕线式感应电机,以整流模块和逆变模块组合为双向变流器,加入PCC励磁控制器,进行起励、故障切除等的仿真实验,检测了在发电机转速发生变化和跨越同步转速的情况下励磁控制器的工作情况和效果,实验结果证明,该方案完全满足实际要求.     

An improved model predictive control of low voltage ride through in a permanent magnet synchronous generator in wind turbine systems

This research investigates a wind energy conversion system based on a permanent magnet synchronous generator (PMSG). In addition, a model predictive control (MPC) is proposed for the PMSG in normal and fault conditions. The most efficient mode of the control algorithm is found for maximum power point tracking in normal conditions and fast dynamic response in fault conditions following the selection of the optimum voltage vector. This method prevents a sudden increase in the DC‐link voltage by storing the active power in the generator rotor inertia. Moreover, during the low voltage, the grid code adoption of the reactive current is injected into the grid side. The performance of the proposed control scheme is evaluated for a wind power generator using MATLAB software. The simulation results demonstrate that the proposed method can safeguard the DC‐link during the fault.     

基于混合调制的同步发电机交流励磁电源研究

同步发电机交流励磁技术可提高发电机的进相能力,是无功补偿最有效的方法之一。文章提出了一种基于混合调制的同步发电机交流励磁电源的设计方案,分析了同步发电机交流励磁系统的组成及工作原理,介绍了混合调制方式的控制原理,并给出了该励磁电源控制电路关键参数的选择和计算方法。实验结果验证了该方案的正确性和有效性。