同步发电机励磁系统控制性能评估研究

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1、第33卷第11期计算机仿真2016年11月文章编号：1006—9348(2016)11—0390—05同步发电机励磁系统控制性能评估研究张虹1。郝贻娜1。刘旭1姜锋2(1．东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012；2．国网吉林省电力有限公司吉林供电公司，吉林吉林132001)摘要：在同步发电机励磁控制系统的运行中，存在着随时间推移和工况变动等因素发生性能退化现象。这种退化现象会对电力系统稳定性造成影响。研究对励磁控制系统的性能进行监控和评估。可有效避免电力系统失稳问题。由于广义预测控制显式算法要傲多步预测，就必须

2、多次求解丢番图方程，因要经过繁琐的中间运算。所以工作量较大，对于动态变化较快的同步发电机励磁系统控制的实时性大大降低。为解决上述问题，通过分析励磁系统控制量与控制目标函数之间的内在联系，找出了最优的模型预测结构，建立了归一化的GPC性能指数指标，避免了丢番图方程的展开运算，从而对监控过程中的控制性能进行评估。最后，通过MATLAB软件对含励磁系统的同步发电机广义预测系统进行仿真研究，结果表明上述性能评估方法能够及时地发现控制系统的性能变化情况，并且与在线求解丢番图方程法做对比验证了该方法的准确性，并且简化了在线求解丢番

3、图方程法所带来的大量中间运算，减少了计算工作量，具有较好的应用前景。关t词：广义预测控制；励磁系统；性能指数指标；性能评估中图分类号：TM712文献标识码：BResearchonControlPerformanceEvaluationofSynchronousGeneratorExcitationSystemZHANGHon91，HAOYi-nal，UUXul，JiangFen92(1．ElectricalEngineeringInstitute，NortheastDianliUniversity，JilinJilin

4、132012，China；2．StateGridPowerCompanyinJilinProvince，JilinElectricPowerCo．，JilinJilin132001，China)ABSTRACT：TheresearchontheperformanceofexcitationcontrolsystemformonitoringandevaluationCaneffec-tivelyavoidtheinstabilityofpowersystem．Therefore．basedontheanalysisof

5、excitationsystemcontrolrelationshipbetweenquantityandcontrolobjectivefunction，wefoundtheoptimalmodelpredictionstructure，establishedthenor-malizedGPCpedormanceindex，andavoidedthecomplicatedoperationofDiophantineequation，thustheprocessmonitoringcontrolperformancew

6、asevaluated．Finally，simulationresearchonexcitationsystemofsynchronousgener-atorgeneralizedpredictivesystemWasconductedwithMATLABsol[ware．Theresultsshowthattheperformanceas-sessmentmethodcanbefoundinatimelymannertocontrolperformanceofthesystemchanges，solvedwithth

7、eonlinelostI)iophantineequationmethod，andthushasgoodapplicationprospects．KEYWORD$：Generalizedpredictivecontrol；Excitationsystem；Performanceindex；Performanceevaluation1引言广义预测控制算法是过程控制领域提出的一种兼具预测控制和自适应控制性能的控制算法⋯。文献[2]提到的模型算法控制(MAC)和动态矩阵控制(DMC)是两种典型的预测控制算法。分别采用阶跃响应

8、和脉冲响应作为预测模型，这类模型比较容易获得，但系统的工作条件一旦发生变化时．此时工业过程的实际物理表现可能已经与原来获得的模型参数表达有了较大程度的不同。进而导致所设计的励磁控制器与工业过程不匹配，造成控制性能下降。收稿日期：2015—12一18修回日期：2016—01—11—390一针对响应本身不能克服随机噪声对系统的影响这类