500mw汽轮机组励磁机励磁控制系统设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：500MW汽轮机组励磁机励磁控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：2013.12.16—12.31本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化学号学生姓名专业班级课程设计题目500MW汽轮机组励磁机励磁控制系统设计课程设计（论文）任务设计要求1.确定励磁自动控制系统的原理接线图。2.说明各个环节作用及系统的工作原理。3.根据总接线图，列写励磁自动控制系统各个环节的传递函数及框图。4列写励磁自动控制系统的传递函

2、数，绘制传递函数框图，并在空载点对传递函数进行线性化，采用PID控制，确定PID控制参数。5根据系统传递函数，对系统进行仿真，分析系统性能。6对结果进行分析总结。基本参数及要求：1发电机容量500MW，功率因数0.8，定子额定电压20KV，空载额定转子电压220V。2要求电压调差系数在±15%范围内可调。3强励倍数2，不小于12秒4调压精度，机端电压静差率小于1.0％。5自动电压调节范围：90％～110％。6起动升压至额定电压时，超调量不大于10％。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。（1天）2、确定励磁方式，设计励磁自动控制系统接线图。（3天）3、建立励磁自动

3、控制系统各个环节的传递函数及框图。（2天）4、绘制传递函数框图，对传递函数进行线性化，确定PID控制参数。（1天）5、对系统进行仿真，分析系统性能。（2天）6、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算本科生课程设计（论文）摘要在电力系统运行中，同步发电机的励磁系统对于维持发电机端电压、分配并列运行机组之间的无功分配、提高电力系统稳定性等方面起着重要的作用。并且，励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分，在保证电能质量、无功功率合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面起着十

4、分重要作用。同步发电机励磁控制器是同步发电机控制系统的核心，本文采用了PID控制系统设计了500MW汽轮机组励磁机励磁控制系统，该系统是一个典型的反馈控制系统，PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。本设计进行了模糊自调整PID控制设计，克服了传统PID控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID控制器中，加强了控制器的自我校正能力，自适应能力，提高了控制精度和速度。关键词：励磁；Matlab仿真；PID控制本科生课程设计（论文）目录第1章绪论11.1励磁自动控

5、制系统概况11.2本文设计内容1第2章发电机励磁系统设计32.1励磁控制系统功能32.2励磁控制系统总体设计方案32.3励磁控制系统测量比较单元电路设计42.3.1电压的测量52.3.2比较整定52.3.3比较整定电路的整定6第3章系统传递函数的建立73.1他励直流励磁机的传递函数建立73.2励磁器各单元的传递函数83.2.1电压测量比较单元83.2.2综合放大单元83.2.3功率放大单元93.3励磁控制系统的传递函数93.4同步发电机的传递函数10第4章PID控制与系统的仿真分析114.1系统仿真模型的设计114.2系统性能的分析12第5章课程设计总结13参考文献14I本科生课程

6、设计（论文）第1章绪论1.1励磁自动控制系统概况同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流，即励磁电流；励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈闭环控制系统。励磁系统主要作用是为同步发电机励磁绕组提供直流电流，并且励磁调节器通过控制励磁电压及励磁电流，担负着对电力系统稳定运行的控制和保护功能。按提供励磁功率的方式,励磁系统分为他励和自励两种形式，前者的励磁功率取自与发电机同轴的励磁发电机,后者的励磁功率由发电机定子提供。对目前存在

7、的自励系统,其励磁功率是由同步发电机的机端电压经励磁变压器降压,再由可控硅相控整流器整流后向发电机提供励磁电压,在线检测机端电压和负载电流,按照一定的规律来调节相控整流器的控制角,以满足系统的增、减磁的需要。电机励磁控制是保证发电机和电力系统安全稳定运行和改善电力系统动态品质的一项基本措施。随着电力系统的发展，对发电机励磁提出了更高的要求。除了维持发电机电压水平，合理分配并联机组的无功功率外，还要求励磁控制系统能对电力系统的静态和动态稳定及暂态稳定起作用。国内外的研究