西安科技大学高新学院

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1、西安科技大学高新学院毕业设计（论文）开题报告题目交流发电机励磁控制系统的研究院（系、部)机电信息学院专业及班级电气工程及其自动化0803班姓名王张龙0801120346指导教师鲁坚丘日期2011-9-20西安科技大学高新学院毕业设计(论文)开题报告题目交流发电机励磁控制系统的研究选题类型理论分析一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1、目的及意义：随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模越来越大，保证系统运行的可靠性和稳定性，提供合格的电能质量和良好的动态品质，对国民经济和

2、人民生活具有极为重要的意义，为了达到提高系统稳定性和改善运行质量和动态品质的目的，采用控制发电机组的方法比采用其它方法具有明显的优越性，它不仅节约投资，而且在系统正常运行中能起到其它措施起不到的作用。发电机励磁控制系统是电力系统的重要组成部分，它直接影响着发电机的运行可靠性、经济性和系统运行的稳定性。在电力系统正常运行情况下，发电机的励磁控制能起到减小电压波动、平衡无功功率分配的作用，在系统发生故障时，调节发电机的励磁电流可以提高系统抗干扰能力，维持系统运行的稳定性，所以研究和设计发电机励磁控制系统一直是电力系统学者关注的课

3、题，它的优化和发展对发电机乃至整个电力系统的运行具有决定性的意义，因此本课题的研究具有理论意义和实用价值的2、国内外研究现状：由于电力系统运行稳定性的破坏事故，会造成大面积停电，使国民经济遭受重大损失，给人民生活带来重大影响，因此，改善与提高电力系统运行的稳定性意义重大。早在20世纪40年代，有电力系统专家就强调指出了同步发电机励磁的调节对提高电力系统稳定性的重要作用，随后这方面的研究工作一直受到重视。研究主要集中在2个方面：一是励磁方式的改进，二是励磁控制方式的改进。在励磁方式方面，世界各大电力系统广泛采用可控硅静止励磁方

4、式，因此这种无旋转励磁机的可控硅自并励方式具有结构简单、可靠性高及造价低廉等优点；在励磁控制方式上，针对静止励磁方式的控制器研究也取得了大进展，到现在为止，已经经历了3个阶段，即单变量控制阶段、线性多变量控制阶段、非线性多变量控制阶段。　　当电力系统采用快速励磁方式之后，系统出现快速励磁方式之后，系统出现阻尼特性恶化、低频振荡等现象，对于这些现象，比例调节和PID调节没有良好的控制效果，为了解决这一问题，提出了发电机的励磁附加控制技术：电力系统稳定器（PSS）。这种励磁控制技术除了保留PID调节外，还增加了发电机转速偏差，功

5、率偏差或频率偏差作为输入信号的二阶超前校正环节，其作用增加对电力系统机电震荡的阻尼，以增强电力系统的动态稳定性。PSS在单机—无穷大系统中的应用已取得了良好的效果，能有效的拟制系统的震荡，提高系统的稳定性，因此在国内外都获得了广泛的应用。但是，PSS在多机系统中还存在一些问题尚未解决。由于电力系统具有高度的非线性，当系统的运行点改变时，系统的动态特性会显著改变，此时，单一变量的控制方式和线性控制器就难以满足电力系统稳点的要求，只有非线性控制方式的控制器才能有效的提高电力系统稳定能力。无论对单机—无穷大系统还是多机系统，非线性

6、励磁控制器与ＰＳＳ、线性最优励磁控制器相比，能更有效地改善系统的小干扰和大干扰稳定水平，并且对电力系统参数、结构和运行方式的变化有很强的适应性，使得系统震荡频率在较大范围内改变的情况下非线性励磁控制器仍能提供有效的阻尼作用。总之，这些励磁方式，都是为了更好地改善励磁系统的动、静态稳定性，改善发电机的运行特性，使得电力系统安全经济运参考文献：【1】徐锦才、徐大中、多相励磁发电技术的研究概述J电力系统自动化1997【2】卢强，王仲鸿、输电系统最优控制，北京；科学出版社。1982【3】谢郁、蓝小萌。线性最优控制微机励磁调节器的研究

7、。电力自动化设备，1999【4】陈怡等。电力系统分析。北京：中国电力出版社，2005【5】杨冠城。电力系统自动装置原理。北京：水利电力出版社，1995　　　【6】西安交通大学等。电子数字计算机的应用—电力系统计算。北京：水利电力出版社，1978二、主要研究(设计)内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程研究设计内容与拟解决的主要问题：励磁系统是同步发电机的运行控制核心，对发电机运行的可靠性、经济性及其它特性有直接的影响。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，为电网提供合格的电能，而且还可以有效的提高电力系统的技术指

8、标，因此主要对励磁控制系统静、动态特性进行研究，并且对励磁控制系统硬件和软件进行了设计。在硬件方面设计上控制系统使用ＴＩ公司的两款DSP芯片，采用双ＣＰＵ实现方式。软件方面由ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２程序实现交流励磁发电机励磁控制算法，励磁控制器软件设计主要包括信号检测部分和励磁控制算法实现