基于电网等值的最优励磁控制器设计

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1、分类号学号M201271136学校代码10487密级硕士学位论文基于电网等值的最优励磁控制器设计学位申请人：罗坚强学科专业：电力系统及其自动化指导教师：王丹副教授毛承雄教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignofOptimalExcitationControllerBasedonPowerGridEquivalentMethodsCandidate:LuoJianqiangMajor:ElectricPow

2、erSystemandItsAutomationSupervisor:Assoc.Prof.WangDanProf.MaoChengxiongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaMay.2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签

3、名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要同步发电机励磁控制对电力系统稳定性的提升具有明显的作用，且能够有效地改善电力系统的动态性能。在实际运行

4、中，励磁控制系统的性能会受外部电网结构与参数变化的影响，尤其是容易受到同一电厂其它机组或地理位置较为邻近的电厂机组的影响。因此，为了能更准确地设计同步发电机励磁控制系统，提高其控制性能，考虑外部电网的等值模型是很有必要的。首先，本文对同步发电机励磁控制系统进行简要论述，并对励磁控制方法研究现状以及电网等值方法的研究现状进行较系统的论述。为将电网等值方法与最优励磁控制系统设计相结合，本文先后介绍了两种电网等值模型以及采用最优控制理论设计励磁控制器的流程。为了考虑外部电网的静态影响与动态影响，本文基于电网静态等值模型与动态等值模型，采用非线性最小二乘法与动态潮流拟合算法对电网等值模型进

5、行了参数辨识，并在Matlab平台下搭建相应的仿真模型，进行算例分析，仿真结果表明本文采用的电网等值模型以及相应的参数辨识方法均是合理、有效的。在辨识出电网等值模型参数后，本文建立了同步发电机—电网等值模型的线性化数学模型，并进一步推导了静态等值与动态等值线性化状态空间方程。以该方程为基础，分别设计了静态等值最优励磁控制器（SLOEC）和动态等值最优励磁控制器（DLOEC），将外部电网的影响引入励磁控制器的设计中。最后，本文分别在两机无穷大系统和四机两区域系统中进行了静态和暂态等多种工况的仿真分析与对比，仿真结果表明电网等值最优励磁控制器可以有效地提升电力系统的静态稳定性和暂态稳定

6、性，论证了本文提出的基于电网等值的最优励磁控制器设计方法的有效性与优越性。关键词：同步发电机，励磁系统，电网等值，参数辨识，最优励磁控制，多机系统I华中科技大学硕士学位论文AbstractExcitationcontrolsystemofsynchronousgeneratorscaneffectivelyimprovethestabilityanddynamicqualityofpowergrid.However,theperformanceofexcitationcontrolsystemcanbeaffectedbythechangeofexternalpowergridst

7、ructureandparameter,especiallybythegeneratorunitsinthesamepowerplantorotherunitsinthepowerplantnearby.Therefore,itisnecessarytoconsiderequivalentmodelsoftheexternalpowergridwhiledesigningtheexcitationcontrolsystem.Thispaperdiscussesrese