汽輪發(fā)電機勵磁與汽門協(xié)調控制器設計.pdf

1、智能電網(wǎng)時代,隨著不同等級、不同形式電壓的互聯(lián),保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性日趨重要,尤其是當電力系統(tǒng)遭受各種形式的干擾后能否克服擾動并迅速恢復穩(wěn)定。近幾年來,國內外眾多學者針對這個問題進行了大量的工作,雖然取得了一定的成果,但仍然存在有待解決的問題。
　　 發(fā)電機作為電力系統(tǒng)中發(fā)電的重要設備,是復雜的非線性動態(tài)系統(tǒng),控制難度大。本文首先論述了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性控制的必要性,接著分析了國內外發(fā)電機勵磁與汽門控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)其中有待進

2、一步研究的關鍵問題,形成比較系統(tǒng)的發(fā)電機系統(tǒng)協(xié)調控制理論和方法。研究發(fā)現(xiàn)結合汽門控制有效地提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性,驗證了協(xié)調控制的必要性。具體開展了以下方面的研究工作:
　　 1、汽輪發(fā)電機組由勵磁調節(jié)系統(tǒng)以及蒸汽調節(jié)系統(tǒng)兩大部分組成,本文采用機理法分別對其建模。通過查閱大量的書籍文獻推導出實用的大型汽輪發(fā)電機勵磁與汽門協(xié)調控制的數(shù)學模型。
　　 2、基于發(fā)電機組勵磁和汽門協(xié)調考慮的數(shù)學模型,進行線性二次型最優(yōu)協(xié)調控

3、制器的設計。仿真結果表明,勵磁與汽門的協(xié)調控制,使得系統(tǒng)的阻尼增大,振蕩次數(shù)減少。驗證了最優(yōu)協(xié)調控制器具有良好的動態(tài)品質和靜態(tài)性能,提高了輸電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限,在電力系統(tǒng)遭受小干擾時具有良好的調節(jié)性能。
　　 3、基于近代非線性最優(yōu)控制理論,設計了發(fā)電機勵磁與汽門非線性協(xié)調控制器。其設計思路是通過恰當?shù)淖鴺俗儞Q與非線性反饋將非線性最優(yōu)控制問題中的約束方程加以精確線性化或部分精確線性化。
　　 4、對所設計的兩種控制器進