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同步发电机阻尼特性分析与励磁优化控制研究

张锳  
【摘要】:同步发电机的励磁控制对电力系统的安全稳定运行有着极其重要的作用。现代电力系统的飞速发展,对励磁控制提出了更高的要求。因此,对励磁系统的优化设计进行更加深入的研究,是大电网互联以及建设更高水平电网的重要课题。 本文工作是对同步发电机的阻尼特性和励磁系统控制的优化及其应用所进行研究与探索。首先采用计算合成同步转矩和阻尼转矩的方法对励磁系统和电力系统稳定器的阻尼进行了分析,验证了在重负荷弱联系的系统工况下快速高顶值励磁系统对系统阻尼的不良影响,以及线性最优励磁控制的优良性能,分析了励磁系统和电力系统稳定器对合成转矩的影响,研究了频率及电力系统稳定器参数对合成同步转矩及合成阻尼转矩的影响,并采用华中电网实际机组验证了电力系统稳定器参数优化的效果。通过对同步发电机的阻尼分析,提出采用计算合成转矩的方法可以对励磁系统进行参数优化校核。接着基于相位补偿原理,采用遗传算法,对PSS参数优化进行了研究,并在华中电网中进行了应用。应用结果表明,对华中电网重要机组进行PSS参数优化后有效提高了系统阻尼比,有利于系统的安全稳定运行。本文提出了一种的动态等值方法。与以往常用的将外部系统视为单机无穷大母线不同,该方法将被研究机组以外的系统等值为无穷大系统和一台动态机组的并联。采用递推最小二乘法对动态等值机组的参数进行了辨识,并对等值结果进行了验证。本文所提出的动态等值方法可用于励磁控制的优化设计中。


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