本文關鍵詞：小水電自并勵發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 自并勵發(fā)電機 PID AVR PSS 線性二次型最優(yōu)控制

【摘要】：隨著世界能源利用多元化,倡導發(fā)展綠色可持續(xù)能源成為了主導的趨勢。全世界小水電資源非常豐富,中國已探明可開發(fā)的小水電達1.28億千瓦。截至2015年底,我國小水電裝機已經(jīng)達到了7500多萬千瓦,開發(fā)率僅為58.6%,潛力還很大。由于小水電具有風險低、投資小、效益穩(wěn)定、運營成本相對低的優(yōu)點,還能解決我國許多農(nóng)村地區(qū)用電問題,于是它成為了國家大力支持開發(fā)的綠色能源。小水電目前主要存在無功不足及功率難以送出等問題,這與勵磁系統(tǒng)密切相關。勵磁控制器能夠靈活地調(diào)節(jié)小水電發(fā)電機系統(tǒng),因此對小水電自并勵發(fā)電機勵磁系統(tǒng)控制器開展研究,具有一定的實際意義與價值。首先,在介紹小水電的定義、特點、分類的基礎上,研究了勵磁控制器、勵磁方式的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了勵磁控制器的重要作用,得出了小水電具有獨特的優(yōu)勢以及勵磁控制器在電力系統(tǒng)中重要地位的基本結論。其次,通過對勵磁控制器的基本要求和基本原理分析,總結了自并勵的優(yōu)點與缺點,建立了勵磁系統(tǒng)的數(shù)學模型與單機無窮大系統(tǒng)的數(shù)學模型,這為后文仿真模型的建立奠定了基礎。然后,分析了PID控制的原理,研究了PID控制整定參數(shù)的方法,探討了幾種常見的PID的模型,凸顯了PSS在電力系統(tǒng)中的效益,推導了PSS的傳遞函數(shù)。根據(jù)小東江2號機的相關參數(shù),建立了7MW PID勵磁控制器、AVR+PSS勵磁控制器的仿真模型,凸顯了PID控制與AVR+PSS控制的本質(zhì)聯(lián)系與區(qū)別,得出了AVR+PSS控制就是在PID控制的基礎上添加輔助環(huán)節(jié)(PSS)的基本結論。最后,通過分析線性最優(yōu)控制的基本思想與基本原理,推導了線性最優(yōu)控制器的數(shù)學模型,根據(jù)小東江2號機的相關參數(shù),設計了線性最優(yōu)控制勵磁控制器的控制參數(shù),建立了線性二次型最優(yōu)控制的7MW自并勵勵磁控制器的仿真模型。為驗證設計的控制器的控制效果,針對大、小兩種擾動下對這三種控制器利用MATLAB進行了仿真,記錄了它們電磁功率與發(fā)電機轉(zhuǎn)速的波動情況,得出了線性最優(yōu)控制器具有最好的動態(tài)特性與控制特性,而PID控制器具有最差的動態(tài)特性與控制特性的基本結論。
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV734.4

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