发电机励磁仿真器研究
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摘要
随着我国远距离输电系统的不断发展和高压电网的建成及大容量发电机组在电网中不断的投运，如何保持系统稳定、可靠地运行，是一个突出的问题。而发电机励磁系统对电网安全经济运行起着重要的作用，本文对励磁系统的控制方法做了研究，并针对不同的控制方法做了比较。
本文的主要工作和研究成果为：
一、在硬件上实现了接近实际的仿真系统，实现了在线数据采集、发送。
二、在软件上模拟仿真了励磁系统。
三、设计了新的控制方法——Fuzzy-PID方法，并在软件上给以实现。
本文首先用VB编写了励磁控制仿真程序，针对实际可以用该仿真程序仿真六种不同情况下的励磁控制，并用AD／DA板构成接近最实际的硬件系统，直观、便于对实际系统的理解。
由于传统PID励磁控制器不能在线调整参数，同时要求精确数学模型。本文结合模糊逻辑控制，提出了由模糊控制和PID控制结合的励磁调节器，不但实现了对参数的在线调整，而且对大滞后、时变、非线性的复杂系统有良好的控制效果。
通过对一单机—无穷大系统的仿真证明，使用Fuzzy-PID方法控制的励磁系统其动态品质及鲁棒性均优于常规PID控制和线性最优控制。
With the developing of the long -distance system foundation of the high voltage power web and the huge generator groups used in power system, how to keep the power system in a stable and reliable state is an essential problem. As the generator excitation system has the important function to the safe and the economic of the power system, this paper puts stress upon the control method of the excitation system and compares the results of the several methods.
The main work and the research results are:
1. Applying the hardware to realize the simulation system that most like the real one.
2. It can make many simulations on this excitation system.
3. A new control method 梚s proposed and realized it on software.
This paper used the Visual Basic to compile the excitation system, and it can simulate sixth different conditions of the power system. Using two AD/DA card to construct the system, it is directly and is easy for us to realize the real excitation system.
As the traditional PID excitation controller can not adjust the parameter on line, and it needs the math model precisely. This paper presents a method for generator excitation system by combining fuzzy control and PID control theory. It can adjust the parameter on line and has the good control result of controlling the delay, time-changed , nonlinear system .
Digital simulating result for a single machine-infinite bus power system
II
show that the dynamic quality of the system is effectively improved by using
Fuzzy-PID.
本文的主要工作和研究成果为：
一、在硬件上实现了接近实际的仿真系统，实现了在线数据采集、发送。
二、在软件上模拟仿真了励磁系统。
三、设计了新的控制方法——Fuzzy-PID方法，并在软件上给以实现。
本文首先用VB编写了励磁控制仿真程序，针对实际可以用该仿真程序仿真六种不同情况下的励磁控制，并用AD／DA板构成接近最实际的硬件系统，直观、便于对实际系统的理解。
由于传统PID励磁控制器不能在线调整参数，同时要求精确数学模型。本文结合模糊逻辑控制，提出了由模糊控制和PID控制结合的励磁调节器，不但实现了对参数的在线调整，而且对大滞后、时变、非线性的复杂系统有良好的控制效果。
通过对一单机—无穷大系统的仿真证明，使用Fuzzy-PID方法控制的励磁系统其动态品质及鲁棒性均优于常规PID控制和线性最优控制。
With the developing of the long -distance system foundation of the high voltage power web and the huge generator groups used in power system, how to keep the power system in a stable and reliable state is an essential problem. As the generator excitation system has the important function to the safe and the economic of the power system, this paper puts stress upon the control method of the excitation system and compares the results of the several methods.
The main work and the research results are:
1. Applying the hardware to realize the simulation system that most like the real one.
2. It can make many simulations on this excitation system.
3. A new control method 梚s proposed and realized it on software.
This paper used the Visual Basic to compile the excitation system, and it can simulate sixth different conditions of the power system. Using two AD/DA card to construct the system, it is directly and is easy for us to realize the real excitation system.
As the traditional PID excitation controller can not adjust the parameter on line, and it needs the math model precisely. This paper presents a method for generator excitation system by combining fuzzy control and PID control theory. It can adjust the parameter on line and has the good control result of controlling the delay, time-changed , nonlinear system .
Digital simulating result for a single machine-infinite bus power system
II
show that the dynamic quality of the system is effectively improved by using
Fuzzy-PID.
引文
[1] 孙元章，赵枚，黎雄，宋永华 考虑发电机励磁控制的电力系统暂态稳定分析电力系统自动化 2001，V25No．18：1-5
[2] 王世俊，陈树棠 变参数PID调节的仿真研究 福州大学学报(自然科学版)，2000，Vol．28 No．4
[3] 谭有信 黄文灵 方思立广西励磁系统及其电力系统稳定器数字仿真和现场试验研究 中国电力 1999 Vol．32 No．3
[4] 谭西梅 周双喜 新型模糊逻辑励磁控制器的研究 电力系统自动化 1998，V22 No．8：8-11
[5] 谢小荣，崔文进，唐义良，韩英泽STATCOM与发电机励磁的协调控制 电力系统自动化 2001，V25 No．5：19-22
[6] 胡伟，孙元章 非线性最优励磁控制对冲击负荷影响的改善 电力系统自动化 1998，V 23 No．15：7-9
[7] 陈树棠，杨耿杰．在线变参数的单片微机励磁控制，福州大学学报(自然科学版)，1991，V19(No．3)：42-48．
[8] 于占勋，陈学允 一种新型变结构励磁控制器的设计 电力系统自动化 1997，V21 (10)，21-23
[9] 谢小荣，崔文进，唐义良，韩英泽 一种非线性自适应最优励磁控制器的设计 电力系统自动化 2001，V25，No．3，50-54
[10]康忠健，陈学允 非线性状态PI励磁控制器 电力系统自动化 2001，V25，No．3，55-60
[11]戴树梅，陈树棠，杨耿杰．应用单片微型计算机控制同步电机励磁 电杂志，1989(2)：43-49．
[12]刘伟，余贻鑫，田树苞 变结构模型参考自适应励磁与调速综合控制器(上)电力系统自动化 1998，V22，No，4，8-12
[13]朱发国，陈学允 同步发电机的串级非线性PID励磁控制 电力系统自动化 1999，V23，No．5，21-24
[14]范封，毛承雄，陆继明 基于BP神经网络的最优励磁控制器 电力系统自动化 2000，V23，No．8，29-32
[15]于浩，刘瑞叶，陈学允 带等效控制项的非线性变结构附加励磁控制 电力系统自动化 1999，V23，No．1，37-40
[16]严洙，孙元章，黎雄，宋永华 多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究 电力系统自动化 2000，V24，No．22：21-27
[17]常鲜戌，张晓彬，潘云江，万军 积分型线性最优励磁控制设计 电力系统自动化 1996，V20，No．2，13-17
[18]李晓晴，秦翼鸿 多变量励磁模糊控制研究 电力系统自动化 1996，V20，No．6，8-12
[19]于古勋，陈学允 用变结构控制理论设计的汽轮发电机组综合控制器 电力系统自动化 1997，V21，No．12，27-29
[20]黄健，涂光瑜，陈德树 具有电压和功角稳定的双励机非线性最优励磁控制 电力系统自动化 1997，V21，No4，37-41
[22]刘伟，余贻鑫， 田树苞 变结构模型参考自适应励磁与调速综合控制器(下)最优安装位置的确定 电力系统自动化 1998，V22，No．6，28-31
[23]王智涛，梅生伟 基于无源系统理论的励磁系统非线性最优控制 电力系统自动化 2000，V24，No．22，5-8
[24]李鹏，刘明波 基于神经网络的模型跟踪自校正励磁控制研究 电力系统自动化 1997，V21，No．1，36-39
[25]颜卓胜，李振然 微机型发电机励磁回路一点接地保护的实验研究 电力系统自动化 1997，V21，No．11，39-41
[26]卢强，王仲鸿，韩英铎 输电系统最优控制 科学出版社
[27]程启明 新型模糊神经网络控制器的设计及应用研究 系统仿真学报 2001，V13 No．4 491-516
[28]袁世强，赵锡龄 模糊控制与PID控制的比较 科技情报开发与经济 2001，V11，No．2，49-50
[29]李士勇编著，模糊控制与智能控制理论和应用．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社。1990
[30]李卫平，易灵芝 一种新型PID调节器的设计 湘潭大学自然科学学报 2001，V23，No．2，100-102
[31]高海燕，薄亚明，刘国栋 基于PID参数整定的模糊控制器 自动化与仪器仪表 2001，No．3 20-21
[2] 王世俊，陈树棠 变参数PID调节的仿真研究 福州大学学报(自然科学版)，2000，Vol．28 No．4
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[16]严洙，孙元章，黎雄，宋永华 多机电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究 电力系统自动化 2000，V24，No．22：21-27
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[20]黄健，涂光瑜，陈德树 具有电压和功角稳定的双励机非线性最优励磁控制 电力系统自动化 1997，V21，No4，37-41
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