大型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分,其性能好壞直接決定著電力系統(tǒng)是否可靠和穩(wěn)定。但該控制系統(tǒng)內(nèi)部比較復(fù)雜,傳遞函數(shù)與設(shè)備參數(shù)的確定需經(jīng)過大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與實(shí)際工況的分析�，F(xiàn)階段,對(duì)于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的參數(shù)最終整定是在真實(shí)機(jī)組上完成的,這種方式往往試驗(yàn)成本高,工況種類單一。同時(shí),某些試驗(yàn)如涉及系統(tǒng)的短路故障試驗(yàn)和系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗(yàn)等在實(shí)際中是無法實(shí)現(xiàn)的。由此,本文提出一種以半實(shí)物仿真的方式驗(yàn)證實(shí)際勵(lì)磁裝置控制算法是否正確、保護(hù)功能是否完善。在半實(shí)物仿真過程中,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為真實(shí)存在的實(shí)物,其余部分為虛擬的數(shù)學(xué)模型。本文圍繞半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì),重點(diǎn)對(duì)所建立模型的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,模型生成代碼的移植與優(yōu)化以及硬件平臺(tái)的功能需求進(jìn)行研究。相比于其它半實(shí)物仿真平臺(tái),本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性更強(qiáng),模型建立的精確度更高。為正確模擬大型同步發(fā)電機(jī)工況,本分首先對(duì)同步發(fā)電機(jī)較為詳細(xì)的九階數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析研究。從同步發(fā)電機(jī)原始方程出發(fā),通過對(duì)標(biāo)幺值系統(tǒng)的選取規(guī)則的詳細(xì)分析,得到十分簡潔的數(shù)學(xué)模型。再通過分析數(shù)學(xué)模型與實(shí)用參數(shù)間的關(guān)系,確立其仿真模型參數(shù)。其次,為了完善電力系統(tǒng)并驗(yàn)證同步發(fā)電機(jī)模型的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仿真模型

圖 3-12 同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仿真模型同步發(fā)電機(jī)模型作為本課題的核心研究內(nèi)容，在搭建仿真模型時(shí)，將同步發(fā)電機(jī)分成電磁模塊、機(jī)械模塊和電源模塊三個(gè)部分進(jìn)行建模，其中電磁模塊和機(jī)械模塊分別對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)模型中的電磁方程和機(jī)械方程，電源模塊仿照同步發(fā)電機(jī)定子星形繞組建立。電磁模塊的輸入量為轉(zhuǎn)速eω ，dq 軸電壓dqU和勵(lì)磁電壓fU ，輸出量為定子電流dqI，磁鏈dqΨ等，建模基于同步發(fā)電機(jī)的磁鏈方程與電壓方程，且假定定子電壓為已知量，求得定子電流。圖中六個(gè)小模塊分別對(duì)應(yīng)七階電磁方程中除零軸以外的六個(gè)繞組，內(nèi)部為各個(gè)軸的電壓方程，計(jì)算得到各個(gè)繞組的磁鏈值。圖中中間部分為磁鏈矩陣運(yùn)算，輸入電抗系數(shù)矩陣并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算即可得到各個(gè)繞組的電流值。在電磁模塊的輸入和輸出處，還需要編輯派克變換模塊和逆變換模塊，從而實(shí)現(xiàn)外部三相定子電壓abcU 輸入，定子電流abcI 輸出。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文模擬同步發(fā)電機(jī)定子三相繞組，將相電流輸入電氣線路并測量相電壓反饋進(jìn)入數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊，以此將模型串接起來。若需要電機(jī)輸出實(shí)際值，則在電流輸出處乘以對(duì)應(yīng)的電流基值，在電壓測量處除以對(duì)應(yīng)電壓基值即可。將上述電磁模塊、機(jī)械模塊、電源模塊按照對(duì)應(yīng)的輸入輸出量連接起來，并編寫經(jīng)典派克變換和逆變換矩陣，設(shè)置觀測總線后進(jìn)行封裝，得到的同步發(fā)電機(jī)模塊輸入量為勵(lì)磁電壓及功率，輸出量為三相機(jī)端電壓，并配有測量端口。同步發(fā)電機(jī)建模完成后，需要建立同步發(fā)電機(jī)在以機(jī)械功率為輸入量時(shí)所連接的原動(dòng)機(jī)與調(diào)速器模塊。對(duì)于汽輪機(jī)和水輪機(jī)的轉(zhuǎn)換，在同步發(fā)電機(jī)模塊中改動(dòng)相應(yīng)的 H 繞組以及對(duì)應(yīng)的系數(shù)矩陣并輸入不同電機(jī)參數(shù)即可完成。下面以汽輪機(jī)工頻調(diào)速器為代表，其仿真模型如圖 3-14 所示。

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