同步电机最优励磁控制系统的研究与仿真 research and simulation of synchronous motor＇s optimal excitation control system.pdfVIP

同步电机最优励磁控钢系统的研究s仿真 电工电气 (2011No．7) 同步电机最优励磁控制系统的研究与仿真 何蔚超，姚强 (南京理工大学 能源与动力工程学院，江苏 南京 210014) 摘 要：最优励磁控制规律是全部状态量的最优线性组合，很好地克服了传统控制方式中的单纯 按机端电压偏差进行比例式调节 的弱点。根据线性最优控制理论，设计了线性最优励磁控制系统。动 态仿真分析表明，设计出的最优励磁系统能够有效地增加系统的阻尼，提高系统的稳定性 ，且能够很 好地抑制系统的低频振荡，并具有较好的鲁棒性。 关键词： 最优控制理论；电力系统稳定；励磁系统；低频振荡 中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1007—3175(2011)07—0009—05 ResearchandSimulationofSynchronousM otor’S OptimalExcitationControlSystem HEWei—chao，YAOQiang (SchoolofEnergyandPowerEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210014,China) Abstract：Theoptimalexcitationcontrollaw isanoptimallinearcombinationoffullstatequantity，SOtheoptimalexcitationcontrol primelyovercomestheweaknessinthetraditionalcontrolmodeusingsinglequantityofterminalvoltagewarptocarryoutadjustment proportionally．Accordingtothetheoryoflinearoptimalcontrol，alinearoptimalexcitationsystem wasdesigned．Analysisofdynamic simulationshowsthatthisoptimalexcitation system canincreasethesystem damping，improving stability,withgoodlow ·frequency oscillationsuppressionandrobustness． Keywords：optimalcontroltheory；powersystem stability；excitationsystem；low-frequencyoscillation 0 引言 1 线性最优控制理论基础 同步发电机励磁控制是保证发电机和电力系统 1．1线性最优控制原理 安全稳定运行和改善电力系统动态品质的一项基本 线性最优控制理论是现代控制理论中一个发展 措施。随着电力系统的发展，对发电机励磁提出了 比较完善、应用较为广泛的重要分支，其研究的中 更高的要求。除了维持发电机 电压水平，合理分配 心问题是选择最优控制规律，以使得控制系统在特 并联机组的无功功率外，还要求励磁控制系统能对 定指标条件下的性能为最优 。状态空间及反馈系 电力系统的静态和动态稳定及暂态稳定起作用。国 统框图如图1所示。 内外的研究和实践证 明，励磁控制系统不仅能提高 电力系统稳定运行极限，而且通过附加控制，能抑 ( 制低频振荡和次同步振荡，对 电力系统稳定运行有 显著效果。 因此，研究和开发性能优 良的同步发电机励磁 控制系统，一直是各国学者和工程技术人员的一项 图1状态空间及反