无刷励磁系统及励磁控制系统原理分析与应用

对华能岳阳电厂引进的发电机无刷励磁系统和ZVA型励磁控制系统的工作原理及应用情况进行了分析,指出 设备在运行中存在的问题,并提出改进意见。该无刷励磁系统有较好的运行特性,维护工作量少,能较好地 解决发电机转子绕组故障检测和转子参数测量问题;ZVA型励磁控制系统采用双通道三相全控桥式变换器, 整流励磁,逆变灭磁,其励磁控制方法对励磁控制设备的设计和制造有参考作用。     

PID在发电机励磁控制系统中的应用

研究了PID在发电机励磁控制系统的应用.首先建立了发电机励磁控制系统的数学模型,探讨了PID算法的数字化,并在某电厂发电机励磁控制系统上进行了仿真试验.仿真结果表明,基于PID算法的励磁系统的调节过程,能很好地满足励磁系统的动态特性,并具有良好的跟踪特性,是一种鲁棒控制器.     

大型发电机励磁系统仿真仪的开发与测试

励磁系统作为重要的发电机控制系统,其动态调节特性的优劣对机组的运行安全及发电效益有很大的影响。为解决机组静态时可获知励磁系统动态调节特性问题,研制出大型发电机励磁系统便携式仿真仪;经在某核电站测试,该仿真仪基本满足该电站励磁系统所有试验程序要求,能比较真实地模拟发电机的运行工况,来进行励磁系统的静态调试、开机前的闭环动态仿真试验,以验证励磁系统的性能。     

励磁控制系统的动态频率响应检测分析系统

针对发电机励磁控制系统动态频率响应特性的现场检测需求,以及现有测试方法不直接、不真实,测试结果不能得到有效的,稳定判据的问题,提出了直接面向励磁控制系统,无须模型仿真,具有自动加入超低频扰动信号,逐次扫频记录,在线分析和信号处理的新型动态测试系统。本文阐述了在系统结构设计,分析计算,系统的软硬件设计和主要功能配置,该系统能有效解决开环频响特性的快速检测的工程应用难题,为励磁控制系统应用经典控制理论调试检测补偿的创新方法。     

交流励磁发电机双通道励磁系统反馈系数的选取原则

详细分析交流励磁发电机励磁控制系统开环时的静态稳定条件,就文献［１］所提出的交流励磁发电机励磁控制模型,用特征根方法分析了该励磁控制系统闭环控制时发电机的静态稳定性,研究了励磁控制系统中有功、无功通道各反馈系数的取值原则,对励磁控制系统的工程设计提供了理论指导。     

励磁控制系统随机暂态稳定性数值分析方法

在励磁控制系统非线性模型中考虑发电机随机扭振对励磁调节动态过程的影响,建立一类励磁控制系统的随机模型,即伊藤型随机非线性励磁控制模型,由此探讨励磁控制系统在随机扰动下暂态稳定性的数值分析问题。基于蒙特卡罗原理和非线性系统数值解方法,提出随机励磁控制系统暂态稳定性的数值算法和流程,包括了随机扰动模拟、系统模型求解的数值方法、稳定概率以及解过程的均值等计算公式。最后,以随机励磁控制系统的数值仿真结果分析发电机随机扭振对励磁控制性能的影响,验证了所提出的分析算法的正确性和有效性。     

交流励磁发电机的非线性最优励磁控制

本文将状态反馈线性化的思路应用于交流励磁发电机的励磁控制系统中,得出一套新型实用的交流励磁发电机非线性励磁控制规律.利用该模型通过最优励磁策略对单机无穷大系统进行仿真研究.仿真结果表明,所设计的控制方式能有效地提高系统的动态稳定性和暂态稳定性.     

矩阵式变换器交流励磁的变速恒频风力发电系统研究

结合矩阵式变换器、交流励磁发电技术和矢量控制的优点,建立了矩阵式变换器供电的变速恒频交流励磁风力发电机定子磁场定向的矢量变换控制系统模型,该系统能够在不同风速下最大程度地获得风能,高质量发电,并实现有功、无功功率的独立调节。仿真结果展现了系统的优良特性,验证了该方案的正确性和有效性。     

前苏联210MW发电机励磁系统特性分析

黑龙江省引进的前苏联210MW汽轮发电机组的励磁系统，采用APB－C1型自动励磁调节器，可控硅控制系统和水内冷全控桥式整流器。其结构、性能、控制方式同国产200MW机组的励磁系统相比差异很大。1励磁系统的结构分析前苏联210MW发电机励磁系统结构如图1所示，它采用二级励磁系统方式，无永磁机。辅助发电机采用自励恒压方式运行。由励磁调节器（APB）及可控硅控制系统（AUM）构成的发电机励磁控制装置。控制直接作用于发电机转子绕组的水内冷全控桥式整流器（UM）。这样大大提高了励磁系统的调节速度。该励磁系统有自动、手动及固定3…     

同步发电机光控无刷励磁系统的研究

基于普通无刷励磁系统存在的问题，提出了一种新型同步发电机无刷励磁控制系统，即光控无刷励磁控制系统。它是在普通无刷励磁控制系统中用可控器件取代不可控的二极管整流，通过光电耦合形式实现对励磁电流的直接控制，并且利用MATLAB／Simulink仿真软件，分别对普通无刷励磁系统和光控励磁系统进行了建模、分析和仿真，并对仿真结果进行了比较。结果表明：光控励磁系统对于提高同步发电机的响应速度，改善电力系统的暂态和稳态性能有明显效果。     

柴油发电机-整流负载系统多变量变增益控制

柴油发电机-整流负载系统是一个多输入多输出的复杂非线性系统，柴油机速度和发电机励磁控制完全耦合。该文利用平均值建模的方法建立了该系统的非线性物理模型，该模型包括了柴油机、同步发电机的主要动态特性以及三相整流桥的非线性特性。该非线性模型进一步简化为带不确定性参数的线性变参数（LPV）形式，并基于稳定性定理提出了一种鲁棒变增益控制器的设计方法，其控制性能用H￥性能指标描述，控制器通过一组线性矩阵不等式（LMI）的数值求解得到。仿真结果表明，该控制器具有良好的跟踪和抗负载干扰性能。     

柴油发电机调速系统迭代学习控制

针对柴油发电机调速系统大多采用传统PID控制,提出采用以PID作为学习律的迭代学习控制(ILC)策略,利用其具有不依赖于被控系统的精确数学建模,跟踪收敛快的特性,设计了柴油发电机调速系统控制器。在MATLAB/Simulink中建立了柴油发电机调速系统仿真模型,对3种基本工况进行了仿真研究,详细分析了ILC在柴油发电机调速控制过程中的跟踪特性,并将控制效果和传统PID控制进行了对比,从仿真结果发现,基于ILC建立的控制器不仅适用于柴油发电机调速系统,而且表现出更好的动态性能。为柴油发电机的控制提供了新途径。     

采用协同控制理论的同步发电机非线性励磁控制

提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点,选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形,以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象,推导出了非线性协同励磁控制器（Synergetic excitation controller,SEC）的控制律,并根据电力系统的运行特性,探讨了控制器参数的选取原则。最后,单机无穷大系统仿真结果表明,无论在大扰动还是在小扰动下,所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压,还能够有效地抑制系统的功率振荡。     

基于全模糊控制器的交流励磁发电机励磁控制系统研究

交流励磁发电机具有超越传统同步发电机和异步发电机的优良特性，在风力发电、抽水蓄能等变速恒频发电领域有着广泛研究和应用。该文利用模糊控制技术自适应能力强、鲁棒性好等优点提出了一种不依赖于交流励磁发电机精确数学模型的励磁控制方案，建立并详细分析了交流励磁发电机的全模糊解耦励磁控制模型。设计了全模糊励磁控制器并建立了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机实验系统。实验结果展现了该文所提的智能模糊励磁控制策略具有优良的动静态控制性能，在提高交流励磁发电系统的参数自适应能力和鲁棒性等方面具有重要的实用意义。     

基于Adams多步法预测的励磁控制器的设计

本文介绍了一种新的励磁非线性控制器设计方法,该方法使用预测控制理论以单机无穷大系统励磁控制为对象,以功角、角速度和有功功率作为变量,以发电机转子角速度为输出函数,用Adams四阶预测法展开输出函数,幵迚行在线滚动优化,最后得到了预测励磁控制规律。仿真结果表明,该方法与泰勒级数方法比较,既能改善发电机的机械稳定性,又能改善发电机端电压的动态特性,具有较高的控制品质。     

一种基于PSS和模糊PID控制的运行工况波动下柴油发电机调速系统研究

核电厂柴油发电机需要具备起动速度快、有功功率大、供电时间长、可靠性高、带载性能好等特点,而机组的调速系统作为机组的核心控制部件,对机组的稳定可靠运行起着至关重要的作用。为解决柴油发电机在外电网运行状况波动时传统调速控制方法引起的低频振荡等问题,提出了一种基于电力系统稳定器（PSS）和模糊PID控制的柴油发电机调速方法。基于MATLAB Simulink仿真软件搭建柴油发电机调速系统模型,将实际工程运行数据与基于PSS和PID的转速控制方法进行仿真对比。结果表明该方法具有较高的适应性和鲁棒性,不仅提高了柴油机转速的控制精度,还加强了端电压与功率的稳定。     

基于双谐波绕组的混合励磁发电机励磁控制系统

为了解决不同运行工况下混合励磁同步发电机端电压恒定的问题,设计了一种基于全桥变换器拓扑的励磁控制系统。励磁系统采用以电枢绕组电压为外环、定子谐波励磁绕组电流为内环的双闭环控制策略,以谐波无刷混合励磁同步发电机端电压为反馈信号,通过调节定子谐波励磁绕组电流,以维持发电机端电压恒定。阐述了双谐波绕组的混合励磁发电机的基本结构和工作原理,设计了励磁控制系统的软硬件,并测试了励磁控制系统的性能。实验结果表明：调节定子谐波励磁绕组电流,可以很好的调节发电机的端电压;通过励磁控制系统的自动调节功能,实现了发电机在不同负载情况下的输出电压恒定。     

多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高多机电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系,并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动,以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机机端电压幅值与相角的扰动,应用鲁棒控制原理设计励磁控制器,从而实现多机电力系统的分散协调控制。仿真研究的结果表明了这种控制策略的有效性。     

Functional Predictive Control for Voltage Stability Improvements of Autonomous Hybrid Wind–Diesel Power System

This study investigates the application of the model predictive control technique for voltage stability of an isolated hybrid wind–diesel power system based on reactive power control. The proposed generation system mainly consists of a synchronous generator for a diesel-generator system and an induction generator for a wind energy conversion system. A static VAR compensator is used to stabilize load voltage through compensating reactive power. Two control paths are used to stabilize load bus voltage based on model predictive control. The first control path is used to adjust the total reactive power of the system by controlling the static VAR compensator firing angle. The second is proposed to control the excitation voltage of the synchronous generator. Model predictive control is used to determine t optimal control actions, including system constraints. To mitigate calculation effort and reduce numerical problems, especially in a large prediction horizon, an exponentially weighted functional model predictive control (F-model predictive control) is applied. The proposed controller was tested through step change in load reactive power plus step increase in input wind power. The performance of the proposed system with the proposed controller was compared with classical model predictive control; moreover, this scheme is tested against parameter variations.     

采用灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制

在最优控制策略的基础上,提出了一种基于灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制规律。采用GM(1,N)模型对各状态变量进行预测,根据最优控制理论求出含有预测信息的各状态变量的最优反馈增益,从而得到具有预测信息的最优控制量。灰色预测控制理论中灰色建模和“超前控制”的思想较好地弥补了线性最优控制理论中精确线性化和“事后控制”的不足。对单机无穷大系统的仿真结果表明,基于灰色预测控制算法的发电机最优励磁控制规律可明显改善电力系统在大小扰动下的动态特性,并且具有响应速度快的特点。