基于TMS320F2812的同步发电机励磁控制器

文中介绍的同步发电机励磁控制器,硬件上充分利用了TMS320F2812芯片丰富的外设资源,并把同步信号捕获模块、交流信号采样模块、开关量输入输出模块和移相触发脉冲产生模块有机地整合为一体,同时文中还给出了各个模块的软件编制方法.实践表明:所设计的励磁控制器软硬件配合良好,性能指标满足相关国标要求.     

脉冲发电机励磁控制器的先进触发控制

利用LabVIEW RT、LabVIEW FPGA软件模块和CompactRIO硬件平台,设计了一种具有先进触发控制的励磁控制器。控制器由上位机、励磁调节器和励磁触发器构成。励磁调节器和上位机分别完成PID控制和人机交互功能。基于CompactRIO内嵌FPGA电路开发的励磁触发器则实现同步信号的频率可靠追踪和可控硅触发脉冲的高精度控制。搭建试验验证平台对新型励磁控制器进行了验证。结果表明：该控制器各部分可靠运行,整体协调有序,脉冲触发控制满足高精度要求;该控制器提高了励磁调节中的触发控制效率。     

基于柔性励磁功率控制的载波同步策略

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电力电子元件的柔性励磁功率控制系统响应速度快,满足现今发电机大电感励磁回路的场合,但因功率回路并联引发的环流问题会导致输出电流畸变,增加系统损耗甚至造成系统崩溃。为此提出一种柔性载波同步策略抑制并联型功率控制器的环流问题。在功率控制并联模型的基础上,设置一个同步信号输出单元和若干个并联的功率控制器模块。同步信号输出单元向功率控制器模块内部的模拟载波发生器发出同步脉冲信号,模拟载波发生器同步清零,产生从零开始的锯齿波信号;实际载波发生器与模拟载波发生器同步清零,产生从零开始的三角波信号;通过模拟载波发生器的同步达到实际载波发生器的同步。此外,上述方法无需增加额外的硬件,提高了系统效率。实验验证了载波同步方法能够在不同功率点下实现很好的环流抑制效果,同时输出电流波形质量得到很大改善。     

基于PCC的高可靠性模糊PID励磁调节器

提出了一种基于PCC的高可靠性智能励磁调节器,它实现了用可编程计算机控制器模块进行同步信号周期测量、移相触发脉冲形成,并采用基于模糊规则的适应式参数自调整PID控制策略,从而使励磁调节器具有移相精度高、调节速度快、可靠性高等优点。电站试验及运行表明,该调节器具有良好的动静态特性。     

新型模糊逻辑励磁控制器的研究

研究了一种新型模糊逻辑励磁控制器,它有一个电压控制模块和一个阻尼控制模块,两个模块的输入信号分别为发电机端电压和电功率,采用相同的模糊逻辑控制规律。仿真研究表明,它比常规及线性最优励磁控制器具有更好的控制性能,易于实际应用。     

双轴励磁同步发电机非线性鲁棒自适应控制

利用Backstepping和扰动抑制方法设计了双轴励磁同步发电杌的自适应控制器。对于含有各种不确定参数和有界扰动的非线性双轴励磁同步杌模型，实现了对转子同步的鲁棒调节。文中的方法可用于其他不确定电力系统的控制设计。     

模糊励磁控制器的研制

设计和实现了一种极坐标型的模糊励磁控制器。该控制器含有一个电压模块，实现自动电压调节器AVR(Automatic Voltage Regulator)的功能；一个阻尼模块，实现电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)的功能。两者采用相似的极坐标控制规律，共同实现励磁控制。通过仿真和试验优化了模糊励磁控制器的参数。在动模机组系统上进行了电压模块试验；在ABB的同步发电机数字仿真器系统上进行了阻尼模块试验；在10MW机组上进行了电压模块的现场试验。试验结果表明该模糊励磁控制器具有优良的电压调节性能，能明显提高电力系统的稳定性，抑制电力系统低频报荡，对发电机运行工况及系统网络结构变化具有较好的鲁棒性。该控制器还具有物理概念清晰、结构简单、参数整定和调试方便等特点，易于工程技术人员掌握。     

考虑广域反馈信号时滞影响的附加励磁控制器

采用广域信号作为附加励磁控制信号能够有效抑制互联电网的区间振荡,但广域信号在传输和处理过程中的时滞会严重影响系统的稳定性。为此作者提出了一种考虑广域信号延时影响的阻尼互联电网低频振荡附加励磁控制器。该控制器基于电力系统降阶模型,首先考虑了广域反馈信号的时滞,将电力系统建模为时滞微分方程的形式;然后应用时滞系统稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI) 的处理方法将附加励磁控制器参数的设计转化为求取适当的参数使得含有时滞信号的闭环系统具有最大时滞稳定性的问题;最后应用LMI工具箱和遗传算法优化了附加励磁控制器参数。4机电力系统的动态仿真验证了文中所设计控制器的有效性。     

基于遗传算法的同步发电机模糊PID励磁控制器

在常规模糊比例、积分、微分PID(Proportional,Integral and Differential)励磁控制器基础之上．提出了一种利用遗传算法优化模糊控制器的量化因子和比例因子的同步发电机励磁控制器。介绍了同步发电机自动励磁系统及模糊PID励磁控制器的构成、模糊PID控制器的原理及作用．给出了用遗传算法优化模糊控制器的实现方法。进行了仿真研究,结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有更好的动态特性和静态特性。     

新型模糊逻辑励磁控制器的研究

研究了一种新型模糊逻辑励磁控制器,它有一个电压控制模块和一个阻尼控制模块,两个模块的输入信号分 别为发电机端电压和电功率,采用相同的模糊逻辑控制规律。仿真研究表明,它比常规及线性最优励磁控制 器具有更好的控制性能,易于实际应用。     

附加励磁阻尼控制器与励磁系统常规功能间的相互影响

附加励磁阻尼控制器(SEDC)是抑制次同步谐振的一种经济且有效的措施.SEDC是励磁系统的附加控制器.文中基于实用励磁系统详细模型,采用RTDS搭建了具有实际工程背景的串联补偿输电系统,对SEDC与励磁系统常规功能,如比例-积分-微分(PID)控制、各种限制、电力系统稳定器(PSS)、调差控制等的相互影响进行了大量的仿...     

模块化并联逆变器基于单总线的相位同步方法

为了消除共交直流母线结构的模块化并联逆变器高频零序环流，同时避免模块投入时的冲击电流，文中提出一种基于单同步总线的基波和载波相位同步方法。首先，分析晶振频率偏差对模块化并联逆变器高频零序环流的影响；然后，构建一个基于或非逻辑的同步信号发生器电路。同步信号发生器通过综合各模块的输入信号，产生一个公共的工频同步信号，并在同步信号的上升沿实现对基波和载波相位的逐周期调节。文中详细地进行基波和载波相位同步控制器参数设计，分析延时时间对载波相位同步控制的影响，并提出一种开环载波相位补偿方法。最后，通过实验验证所提方法的有效性。     

与SG具有一致响应的VSG小信号建模和分析

提出一种新型的虚拟同步发电机(VSG)设计方法,构建虚拟的励磁控制器、调速器和电磁暂态模拟单元。分别对机端电压的d、q分量引入PI控制器,以达到VSG与同步发电机(SG)具有一致响应的目的。建立VSG单机无穷大系统小信号模型,求取并分析系统特征根及其参与因子。分析惯性时间常数、励磁参数对VSG小信号稳定性的影响规律,发现其与SG相关理论吻合。同时分析PI控制参数、线路参数对系统小信号稳定性的影响。利用MATLAB/Simulink仿真验证了上述方法的正确性。     

一种带线性动态负载的十二相飞轮储能发电机系统

未来多相储能发电机系统具有广阔的发展应用前景,本文在一套十二相/12kW同步发电机硬件系统的基础上进行了带线性动态负载的十二相飞轮储能同步发电机系统的设计与仿真模型研究。系统中的线性动态负载模块由Buck电路构成,励磁功率放大器模块采用全桥电路,励磁控制器模块采用一种新型变参数反馈加前馈的控制方式。为检验设计效果,基于EMTDC软件建立了系统仿真模型,其中电机模型应用Fortran语言对EMTDC软件二次开发获得。仿真结果表明:所有设计模块均能完成基本功能,线性动态负载的输出功率能够按照期望的速率线性增加,励磁控制系统具有较好的控制精度与响应速度;系统模型求解准确、高效。     

自动励磁控制器移相触发电路的研究

在同步发电机的自动励磁调节装置中,移相触发模块用来触发整流桥中的晶闸管,使其控制角随着发电机端电压的变化而改变,从而达到自动调节励磁的目的,因此移相触发技术是自动励磁调节装置的一项关键技术.在简要介绍自动励磁控制器的主功能和辅功能构成的基础上,较详细地叙述了三相晶闸管数字移相触发电路的各个组成单元的原理、抗扰动技术和脉冲故障检测技术,以及移相触发模块的研究现状,并预测了自动励磁调节装置的发展趋势.     

同步发电机非线性协同励磁控制器设计

针对同步发电机的非线性和运行状态的多变性,为提高其机端电压的可调性同时保证系统的稳定性,基于协同控制理论设计了一种同步发电机非线性励磁控制器。在同步发电机数学模型的基础上以转子角速度、有功功率和机端电压偏差的线性组合构成流形,得到了非线性协同励磁控制器的控制律。基于DSP设计了一种同步发电机励磁控制系统,详细介绍了系统的硬件结构和软件设计方法。以4机2区域系统为例进行了仿真实验。仿真结果表明:所述非线性协同励磁控制器不但可以维持机端电压恒定,而且可保证功角稳定,具有较强的鲁棒性,有助于提高电力系统的稳定性。该控制器能够兼顾机端电压调节和稳定控制,在很大程度上提高了系统励磁控制器性能。     

基于ARM的励磁控制器数据采集系统设计

根据现代电力系统对同步发电机励磁系统的要求和劢磁控制器的进一步数字化趋势,设计了LPC2138芯片为CPU的励磁控制器数据采样系统,介绍了该数据采集系统实现励磁控制器的数据采集的基本方案。     

柔性励磁系统抑制次同步振荡仿真分析

次同步振荡可能会对汽轮发电机的转轴产生严重的威胁,而传统晶闸管励磁系统使用附加励磁阻尼控制器对次同步振荡的抑制效果有限,需要为发电机配置如STATCOM的额外装置。相较于传统晶闸管励磁系统,柔性励磁系统具有双阻尼通道且相互耦合作用小,因此柔性励磁系统相较于传统晶闸管励磁系统对次同步振荡有更强的抑制能力。本文采用Matlab编程对发电机存在的轴系扭振模态进行了计算,并针对其中可能发生次同步振荡的模态设计了基于柔性励磁系统的无功控制器与传统励磁调节通道配合。本文在PSCAD/EMTDC平台上搭建了采用柔性励磁系统的IEEE次同步振荡第一标准模型,验证了柔性励磁系统对次同步振荡的抑制效果。     

一种自主可控励磁控制模块硬件实现方案

同步发电机励磁控制模块是电力生产与安全运行的关键设备，其关键物料自主率低。结合同步发电机励磁控制模块控制性能，从芯片自主可控研究出发，遵循发电机励磁控制模块可靠性、灵活性和快速响应的基本要求，从硬件上介绍自主可控励磁控制模块设计原理与实现方式。自主可控励磁控制模块已经在水力发电厂投入商业运行，运行效果良好。     

基于模糊PID控制的同步发电机励磁控制系统仿真研究

随着电力系统的发展,常规PID励磁控制器已经不能满足系统运行的动态和静态性能要求,为了克服常规PID控制器的缺点,设计了一种新型的模糊PID控制器,即将常规的PID控制与模糊控制优点相结合。分析了同步发电机的励磁控制系统的数学模型和模糊PID控制器的结构、工作原理和作用,并运用Simulink对模糊PID控制器和常规PID控制器分别在同步发电机励磁系统中进行仿真,结果表明,模糊PID控制器具有更好的控制特性,对进一步应用研究具有较大的参考价值。