同步发电机励磁系统参数辨识与实验测试方法研究文献综述

 2023-08-10 15:24:35
  1. 文献综述(或调研报告):

1背景

励磁系统的基本功能是给同步发电机励磁绕组提供直流电流,励磁系统通过励磁电压控制转子磁势的大小,实现控制和保护功能。控制功能可以实现电压和无功潮流的控制并提高系统稳定性。保护功能可以保护同步电机、励磁系统和其他设备不超过容量极限。励磁系统作为发电机的重要组成部分,是提高电力系统运行稳定性、挖掘稳定储备和改善系统动态品质的有力手段[3]

励磁调节系统是电力系统的重要组成,其模型参数和结构的准确与否会直接影响仿真结果的准确性。因此,国内外均对励磁系统建模进行了深入地研究,在 1968 年IEEE推出了第一版励磁系统标准数学模型,并且在之后进行了三次修正。在1991 年、1994 年中国电力科学研究院也提出用于稳定性分析的励磁系统模型。由于实际运行参数的缺失,即便有了标准化的模型结构,仿真结果仍与实际有较大出入。

2励磁系统

励磁系统是由励磁控制部分、同步发电机及检测信息共同组成反馈控制系统,励磁控制部分包括励磁功率单元和励磁调节器,励磁调节器在很大程度上决定了整个励磁系统动、静态特性。 目前励磁控制的研究重点主要在励磁功率单元(即励磁方式或主励磁系统)和励磁调节器的改进。 按照整流方式的不同,励磁方式可以分成直流、交流、静态 3 类,其中静态自并励静止励磁方式目前被广泛采用。

图3.1 励磁控制系统结构图

励磁控制方法的发展经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量控制及智能控制几个发展阶段,其中线性多变量控制可分为强力式、 PID PSS 、线性最优等励磁控制方法;非线性多变量控制可分为鲁棒、变结构、自适应、内模、预测、灰色、自抗扰、 Lyapunov 、反步、无源、 Hamilton 、反馈线性化等励磁控制;智能控制可分为模糊、神经网络、支持向量机、专家、学习、遗传、模糊神经等励磁控制。文献[4]全面地概括了励磁控制方法的发展历史与现状,并按控制理论发展规律对这些方法进行分类,文中对这些方法的原理及优缺点进行了详细的分析,文中说明励磁控制与其他控制之间的协调方式,指出存在的主要问题及今后的发展方向。

3辨识的定义

在1962年扎德(Zadeh)这样定义了系统辨识:系统辨识就是根据观测的输入和输出数据,在一组给定的模型中,按照一定的准则,找出一个与所研究系统等价的系统。输入和输出数据、系统类型和等价准则是系统辨识中必不可少的三个要素。根据对系统的了解情况可以将待研究的系统分为三类,即

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