大型同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(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)與實際工況的分析。現(xiàn)階段,對于勵磁調(diào)節(jié)器的參數(shù)最終整定是在真實機(jī)組上完成的,這種方式往往試驗成本高,工況種類單一。同時,某些試驗如涉及系統(tǒng)的短路故障試驗和系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗等在實際中是無法實現(xiàn)的。由此,本文提出一種以半實物仿真的方式驗證實際勵磁裝置控制算法是否正確、保護(hù)功能是否完善。在半實物仿真過程中,勵磁調(diào)節(jié)器為真實存在的實物,其余部分為虛擬的數(shù)學(xué)模型。本文圍繞半實物實時仿真系統(tǒng)設(shè)計,重點對所建立模型的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)的實時性,模型生成代碼的移植與優(yōu)化以及硬件平臺的功能需求進(jìn)行研究。相比于其它半實物仿真平臺,本文所設(shè)計的系統(tǒng)實時性更強(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，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部分進(jìn)行建模，其中電磁模塊和機(jī)械模塊分別對應(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和勵磁電壓fU ，輸出量為定子電流dqI，磁鏈dqΨ等，建�；谕桨l(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。圖中六個小模塊分別對應(yīng)七階電磁方程中除零軸以外的六個繞組，內(nèi)部為各個軸的電壓方程，計算得到各個繞組的磁鏈值。圖中中間部分為磁鏈矩陣運算，輸入電抗系數(shù)矩陣并進(jìn)行相應(yīng)運算即可得到各個繞組的電流值。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)運算模塊，以此將模型串接起來。若需要電機(jī)輸出實際值，則在電流輸出處乘以對應(yīng)的電流基值，在電壓測量處除以對應(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)械功率為輸入量時所連接的原動機(jī)與調(diào)速器模塊。對于汽輪機(jī)和水輪機(jī)的轉(zhuǎn)換，在同步發(fā)電機(jī)模塊中改動相應(yīng)的 H 繞組以及對應(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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本文編號：3471223