基于齿脉冲计算转速的加速功率型PSS控制方法

电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)已成为目前提高系统稳定性、抑制低频振荡最为经济、有效的技术手段。针对目前采用电气量计算转速方法用于加速功率型PSS的控制效果受电抗参数、系统工况等因素影响的问题,本文提出了基于齿脉冲计算转速的加速功率型PSS控制方法。利用光/电传感器将发电机转速转化成齿脉冲信号送至励磁设备,通过采集固定周期内整数个齿脉冲个数以及对应的高频脉冲个数计算实时转速。该方法已在实际励磁设备中实现应用,本文通过硬件在环仿真试验验证了方法的有效性和优越性,结果表明,在机组不同运行工况、不同扰动类型下,该方法均可真实地反映实际机组转速信息,有效提升了加速功率型PSS抑制功率振荡的效果,提高了PSS全运行工况下的适应性。     

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。     

基于无模型PID柴油发电机调速器的研究

柴油发电机调速系统的转速响应是影响电力系统稳定性的重要因素之一.针对目前柴油发电机调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时柴油发电机组输出电压和频率波动较大的问题,本文通过对柴油发电机系统组成的研究,建立了柴油发电机组系统的模型,提出了无模型PID相结合的控制方法对柴油发电机调速器进行控制,提高柴油发电机的性能,使其响应速度增加,在较短的时间内达到其稳定状态.并进行了Matlab仿真实验,验证其可行性.     

具有新型PSS的励磁系统建模与仿真

结合实际运行工况,在MATLAB/Simulink环境下,准确建立大型同步发电机励磁系统模型,包括采样单元、控制单元和功率单元等模型。以励磁调节器PID控制为主控制,以新型电力系统稳定器（PSS）为辅助控制,并在暂态条件下进行仿真,仿真结果表明：PID＋PSS控制的励磁系统具有满意的阻尼特性,克服了普通励磁调节器在抑制低频振荡等方面存在的不足,使发电机的抗扰动能力、抑制低频振荡、故障恢复等性能优于单纯的PID控制励磁系统。     

脉冲负载下模糊PID调速器控制柴油发电机的研究

为解决脉冲负载条件下,常规PID调速系统控制的柴油发电机会出现电压波形严重畸变和频率剧烈波动等电能质量问题,本文通过借鉴模糊控制在非线性控制中的优点,提出一种利用模糊PID调速器控制调速系统改善柴油发电机输出电能质量的方法,分析模糊PID控制原理,在Matlab/Simulink中搭建柴油发电机带脉冲负载仿真模型,并针...     

柴油发电机组并联稳定运行的分析与仿真

在分析自动并车模型和柴油发电机功率振荡模型仿真结果的基础上,采用在自动并车模型中结合以角速度为采集量的PID控制方法,抑制不同类型船用柴油发电机在并联时所产生的功率交互振荡现象。Matlab计算仿真结果,验证了该方法的有效性,从而提高了柴油发电机组并联运行系统的稳定性。     

基于转矩变化率与模糊控制的柴油发电机调速

分析了柴油发电机转矩变化率、发电机端电压及功率因数与柴油发电机转速的关系。在柴油发电机模糊控制调速系统的基础上,增加柴油发转矩变化率、发电机端电压和功率因数作为输入量,构成一种多输入单输出的调速系统。结合DSP和柴油发电机系统,验证了其调速性能。结果表明,多输入柴油发电机调速系统可以提高柴油发电机对负载变化的抗干扰性,减少功率振荡,提高独立电力系统供电的稳定性。     

三峡右岸电站励磁调节器检测分析

基于RTDS(实时数字仿真)软件建立与三峡电厂机组接近的实验室测试环境,分析查找出三峡右二电站机组功率波动的起因,即西门子励磁调节器与PSS(电力系统稳定器)系统集成软件中用于计算发电机转子转速的一个内部参数整定错误,并提出了相应的整定措施。通过对西门子励磁调节器(AVR)2种PSS模型在0.18～1.10 Hz频率范围内阻尼特性的对比以及反调特性的检查,验证了该参数设置为负的发电机交轴电抗方案可以保证在仿真试验工况下系统稳定运行。现场的测试试验验证了实验室测试结论的正确性。     

PSS/E与PowerWorld风电机组模型对比

单一的电力系统仿真软件无法满足含大规模风电并网系统的所有仿真需求,需根据需求选择恰当的仿真工具,因此对常用的PSS/E和PowerWorld软件的风电机组模型进行对比。首先介绍了当前主流软件PSS/E、PSLF、BPA程序、PowerWorld中风电机组模型的结构和功能,并针对PSS/E和PowerWorld,比较了发电机-换流器模块、有功功率控制模块、机械-调速模块的工作机理。然后以国际大电网会议推荐的标准风电并网系统CIGRE B4-39网络为例,进行了基于PSS/E与PowerWorld的风电并网仿真分析。仿真结果表明:PSS/E风电机组模型的锁相环在电压畸变的情况下能够快速锁定相位,抑制高次谐波;PowerWorld的风电机组模型在控制有功功率的过程中,能有效抑制风电场无功功率波动对有功出力的影响。最后,指出PowerWorld、PSS/E和BPA程序的适用场合。     

永磁同步风电机组功率平滑控制策略研究

大型风电机组普遍采用转矩-转速控制实现最大风能跟踪,传统控制策略下风机输出功率随着风速的变化而剧烈波动,影响了电网的稳定运行。在分析永磁同步风电机组运行特性的基础上,提出全风速范围内基于变桨的风电机组功率平滑控制策略,结合变桨和转矩控制实现风机跟踪给定功率,同时控制发电机低转速运行,抑制阵风时风电机组超速。基于MATLAB/Simulink,对一台2.5 MW高速永磁同步风力发电机进行仿真研究。结果表明,提出的控制策略能够有效抑制功率波动。     

小型柴油发电机电子调速系统设计

目前小型柴油发电机所使用的机械调速器不仅灵敏度和调节精度较差,而且功能单一,不能实现复杂的控制功能.设计了采用DSP数字信号处理器的电子调速系统,实现了对柴油发电机从怠速到额定转速的全程调速控制.实验结果表明,该系统提高了调速精度,缩短了负载波动时柴油发电机转速稳定时间,降低了轻载和空载时柴油发电机的噪声和油耗.     

神经网络在船舶柴油发电机转速控制应用

通过在船舶柴油发电机转速控制中的应用,将整理后的数据训练神经网络,建立了Elman神经网络,代替传统的PID控制算法,使训练好的Elman具有自适应功能,在船舶电力系统中代替PID控制器,实现了转速的自适应控制功能,并对Elman神经网络模型进行仿真测试。仿真结果表明该方法控制精度高,动、静态特性好,运用基于Elman神经网络的串行控制方法解决了船舶柴油发电机组系统的非线性控制问题。     

前端调速式风电机组功率优化控制研究

研究了前端调速式风电机组功率优化控制问题,提出了一种基于差分进化算法的功率优化控制策略。以液力变矩调速系统输出转速恒定、机组输出功率平滑为控制目标建立目标函数,采用差分进化算法,对变桨系统桨距角与液力变矩调速系统导叶开度角两个控制参数进行优化,根据优化后参数对风电机组进行变桨与变矩控制,实现对机组输出有功的优化控制。以2MW前端调速式风电机组为对象进行仿真分析,仿真结果表明,根据本文提出的方法对风电机组进行功率控制,平滑了风电机组的输出功率,减小了功率波动,验证了控制策略的可行性。     

双馈风电机组变系数虚拟惯量优化控制

传统的变速恒频风力发电机采用电力电子变流器控制,导致机组输出功率与系统频率解耦,使风力机无法响应系统频率变化,降低了系统转动惯量。在分析双馈风力发电机运行特性和虚拟惯量特性的基础上,研究了双馈风力发电机采用虚拟惯量控制的机组转速变化与输出功率的关系,提出了同时考虑调频效益和调频成本的变系数虚拟惯量控制策略。该控制策略分别以调频时双馈风电机组输出功率、转速恢复时间衡量调频效益、调频成本的大小,并采用遗传算法离线计算机组不同运行状态下的调频系数曲线和机组转速变化程度的最优值,以实现机组频率控制系数随机组转速变化而改变。根据计算所得调频系数曲线在MATLAB/Simulink软件平台进行仿真实验,结果表明所提方法能够使双馈风电机组在不同运行状态下响应系统频率变化,并保证机组自身稳定运行。     

发电机调速附加控制对系统频率稳定的作用

研究了基于复合偏差功率反馈的同步发电机调速系统附加控制方法及其对频率稳定的作用。该方法克服了传统调速控制因转子质量惯性、负荷特性和转速测量死区而造成的控制延时,并且能精确地进行不平衡力矩补偿,从而在扰动初期能进行及时有效的频率稳定控制。对单区域系统的仿真结果表明,汽轮发电机组和水轮发电机组附加调速控制相比传统调速控制而言,减小了频率的偏移幅度,抑制了频率振荡的发生;提前了锅炉燃烧系统对负荷变化的响应时间,从而提高了机组一次调频的持续力;水轮机组的闸门开合次数及频率也都有一定的减小;降低了机械功率的超调和振荡。     

直驱永磁同步风电机组在全风速范围内的控制策略研究

为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行,提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时,发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式,使得风力机功率系数最大或稳定在额定转速不超速。而桨距角的大小将根据发电机的输出功率变化,当输出功率小于额定值时保持为0,大于额定值时增大使得输出功率稳定在额定值附近。最大功率点跟踪控制系统及桨距角控制系统都以发电机的输出功率大小作为控制方式的切换条件,无需复杂的切换规则。在Matlab/Simulink仿真平台上全风速范围内的风电机组的运行结果验证了所提出的控制策略的正确性与有效性。     

加速功率型电力系统稳定器参数整定方法研究

电力系统稳定器（PSS）是抑制系统低频振荡的有效手段,通常认为以发电机转速偏差和电磁功率偏差为输入信号的加速功率型PSS可避免发电机无功反调问题。结合实例和时域仿真分析,指出在参数整定不合理情况下此类PSS仍可能出现无功反调现象,分析了典型PSS参数对无功反调的影响,在此基础上提出一种基于数字仿真的PSS参数整定方法。对实际电网的时域仿真结果验证了该方法的有效性。     

光伏功率扰动下的水电机组海鸥优化模糊PID控制研究

光伏发电机组输出功率的随机性和波动性影响着供电系统的安全稳定运行。为了提高水光供电系统的频率稳定能力,根据水轮机调速系统的数学模型,结合海鸥算法的寻优能力和模糊控制的推理能力,提出基于海鸥优化模糊PID（SOAFPID）控制的水电机组控制策略,使其能够快速调节光伏和负荷波动引起的系统频率偏差。通过搭建Simulink仿真模型,分析其在不同扰动工况下的频率稳定能力。仿真结果表明：与传统PID控制方法相比,采用SOAFPID控制的水电机组在光伏和负荷功率扰动下具有更小的超调量和更快的稳定速度,在水光供电系统中表现出了优越的动态调节性能。     

机组非停扰动下PSS调节性能评估及参数校核

研究了基于WAMS系统数据的机组非停扰动下PSS调节性能的评估和参数校核方法.首先阐释了基于相移原理的PSS调节性能评估原理.其次在额定有功功率、50％额定有功功率、发电机进相三种工况下进行了机组非停扰动下实际电网仿真计算.然后对实际电网中某次故障停机事故的WAMS数据进行了分析,进一步证实了通过有功功率与PSS输出信...     

变速恒频双馈风力发电机的最优功率控制

本文针对风力发电机组的不确定性及多干扰的问题,以追踪最大风能作为有功功率控制目标。提出了采用模糊逻辑推理控制的方法得到低风速时发电机的参考转速,利用自适应最优模糊控制与直接转矩控制相结合的方法来控制发电机的电磁转矩的方案,并且使用Matlab软件对该方案应用于1.5MW双馈型风电机组系统进行仿真研究。仿真结果表明了在风速变化时,发电机实际转速可以很快跟踪最佳理论值,转矩平衡,变速恒频风电机组功率输出具有较好的跟踪效果,系统性能稳定,达到了最优功率的目标。