电力系统自动化论文大学毕设论文.doc

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1、华东交通大学理工学院分院：电信分院课题：电力系统论文姓名：徐锡剑学号：20130210470116日期：2016年6月16日-6-  摘要：本文针对励磁在维持电力系统稳定性中发挥的重要作用，梳理目前有关励磁方面的研究情况和成果，主要包括以下三方面内容：同步发电机励磁控制、变压器励磁涌流识别、混合励磁电机技术。文章着重介绍了同步发电机励磁控制模型、变压器励磁涌流识别方法以及各种混合励磁电机技术。 一、引言 励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置,励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励

2、磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能,对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。 励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。它对同步电机的作用可以从以下几个方面体现：（1）调节励磁，可以维持电压恒定；（2）可使各台机组间无功功率合理分配；（3）采用完善的励磁系统及其自动调节装置

3、，可以提高输送功率极限，扩大静态稳定运行的范围；（4）在发生短路时，强行励磁又有利于提高动态稳定能力；（5）在暂态过程中，同步电机的行为在很大程度上取决于励磁系统的性能。因此可知，深入研究和分析励磁相关问题是必须和必要的。 二、研究综述 通过对相关文献的阅读，本文将主要研究一下三方面内容：同步发电机励磁控制、变压器励磁涌流识别、混合励磁电机技术。 2.1 同步发电机励磁控制研究综述 -6-同步发电机的励磁控制系统是非线性、参数时变、要求响应速度快的实时闭环反馈控制系统。随着电力系统控制水平的提高，人们对励磁控制系统提出了较高的要求。励

4、磁控制系统已有几十年的研究历史，现有的方法也都各有优势。同步发电机的励磁控制系统是非线性、参数时变、要求响应速度快的实时闭环反馈控制系统。励磁控制是现代电力系统稳定控制中一个重要研究方向，大量工作围绕着励磁方式的改进和控制策略的革新展开。到了近代，无旋转励磁机的可控硅自并励方式逐渐被世界各地所接受。有关励磁控制所基于的设计模型主要包括以下几种：（1）线性传递函数数学模型上的单变量设计；（2）线性传递函数数学模型上的多变量设计；（3）线性状态空间模型上的多变量忧化设计；（4）基于反馈线性化的非线性设计；（5）基于微分几何的反馈线性化方法

5、；（6）自适应控制设计。 随着现代控制理论和智能控制理论的发展，很多学者对将新型控制理论应用于发电机的励磁控制系统做了大量的研究工作，并取得了可喜的成绩。线性最优励磁控制能提高系统的稳定性并改善系统的动态品质，被电力系统广泛应用。但是这种定常反馈控制器在设计运行点附近能保持最优的控制效果，而当实际运行点偏离设计运行点较远时，其控制效果将变差。自适应励磁控制方法可根据由发电机运行工况的不同所引起的系统参数变化来不断地修正控制器参数，达到跟踪系统运行工况的目的。但自适应控制需要在线辨识系统参数的变化，且算法复杂，实时运算量大，将其应用于时

6、变的发电机励磁控制有一定的难度。模糊理论和神经网络理论的研究方兴未艾，而且在许多领域获得了成功的应用。由于模糊控制对系统模型精度的要求不高，鲁棒性较好，对发电机的任何运行工况都可以采用相应的模糊控制决策，因而在发电机励磁调节器的设计中受到了关注。 2.2 变压器励磁涌流识别研究综述 电力变压器是电力系统中重要的电气设备，它的安全性和稳定性对整个电力系统的运行是很重要的也是必须的。现代大型变压器容量大、电压等级高、结构复杂、造价昂贵,一旦发生故障而损坏，造成的经济损失是不可估量的。因此电力系统要求变压器保护要具有动作速度快、可靠性和灵敏

7、性高的性能，以便尽快发现变压器故障并将其切除，从而避免变压器的损坏以及事故的进一步扩大目前变压器保护的难题仍是如何正确识别励磁涌流和故障电流。 -6-近年来，国内外学者提出的诸多鉴别原理，根据鉴别原理的不同特点，按照判别励磁涌流所用的信号特征，大致可分为：基于谐波含量识别法；基于波形特征识别法；基于磁通特性识别法；基于等值电路法；基于功率差动法。基于模型的原理，有基于磁通特性、基于等值电路方程、基于功率差动方法等。因某些参数在测量上存在技术上的困难，此类方法在应用时多采用人为假设，且用到了较多的电气量。这增加了保护配置的复杂性，故待于

8、理论上的进一步突破。基于波形特征的方法以励磁涌流和内部故障电流波形特征的差异为依据，主要利用二次谐波制动原理和间断角原理，是运用于实践的主流。文献[2]提出的电压变化率发展趋势判据和低电压判据是在考虑了在发生内部故障时变