华电能源哈三电厂600MW机组励磁系统改造

哈尔滨理工大学硕士学位论文华电能源哈三电厂600MW机组励磁系统改造姓名：陈增吉申请学位级别：硕士专业：仪器仪表工程指导教师：张礼勇;李树臣20070609华电能源哈三电厂600MW机组励磁系统改造作者：陈增吉学位授予单位：哈尔滨理工大学相似文献(10条)1.会议论文李啸骢.颜卓胜.韦化.王辑祥U型非线性抗扰励磁调节器设计1999该文提出一种以发电机端电压偏差(△u,r)为控制目标的非线性励磁调节器设计方案。所设计的非线性励磁调节器，动、静态两方面的性能均优秀，能有效地抑制机械功率对发电机端电压的扰动，且调压措施明确，是一种具有工来衫价值的非线性励磁调节器。2.学位论文朱启武大连热电厂微机非线性恒无功励磁调节器的研制2000该文基于非线性励磁控制理论和计算机应用技术,根据大连热电厂的实际需要,研究和推广一种适合中小汽轮机组,尤其是供热机组需要的新型盛磁调节装置——恒无功非线性励磁调节器.该励磁系统主要采用了可控硅全波整流桥(SCR)励磁控制器的基本原理,励磁电源取自于发电机端,因此也可称之为间接自并励系统.该文对恒无功非线性励磁调节器的硬件构成,软件流程及一些具体算法进行研究,并应用于大连热电厂的供热机组的盛磁系统改造中.3.学位论文刘兴茂全数字式同步发电机励磁控制系统研究2005本文根据这种要求，以DSP(数字信号处理器)作为控制核心，研究了基于DSP的励磁控制器。　　本文介绍了励磁控制器的任务及控制方式的发展。说明了DSP与其它单片机或通用微处理器相比在性能上的优势。分别从I/O通道、实时时钟、频率捕获、人机接口等几个方面详细地论述了基于DSP的励磁控制器的硬件设计以及主要实时软件的流程图、实现方法。文中提出的这种基于DSP的励磁控制器采用了许多先进技术，如交流采样、图形LCD显示等。这些先进技术的采用使得本文中的励磁控制器结构简单、性能可靠、操作方便，研究了在由水轮机和同步发电机组成的系统上建立多输入、多输出数学模型，并在这个模型的基础上设计非线性控制器。给出了在机端发生三相短路故障情况下的仿真结果，同时跟PID控制所产生的结果进行比较。4.会议论文李啸骢.颜卓胜.韦化.王辑祥U型非线性抗扰励调节器设计1998本文提出一种以发电机端电压偏差（△U）为控制目标的非性励磁调节器设计方案。所设计的非线性励磁调节器，动、静态两方面的性能均优秀，能有效地抑制机械功率对发电机端电压的扰动、且调压措施明确。是一种具有工业实用价值的非线性励磁调节器，5.学位论文白维基于CIP51微控制器数字式励磁调节装置的研究与开发2006在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制对整个系统特性起着重要的作用。性能优良的励磁控制系统能够有效地保证电压的质量，提高电力系统运行的稳定性，同时励磁控制具有投资少、易于实现等特点。本文针对当前中小型水电站的老机组改造任务和新建项目对励磁产品的要求，以及励磁调节器技术的发展趋势，研制了这种使用简单、成本低、可靠性高、控制性能优良的基于CIP51微控制器的数字式励磁装置。本文首先分析、讨论了励磁控制中常规PID控制算法和非线性控制算法的基本概念和基本理论。同时基于单机无穷大系统的状态方程，主要分析论证了基于引入机端电压的的非线性励磁控制算法的可行性，并在运行点的小范围内对机端电压进行泰勒级数展开，推导出了基于机端电压反馈的非线性最优控制算法的实用控制规律表达式。这种算法由于避免了求解多变量偏微分方程而可在实际应用中加以采用。在对常规PID控制控制和非线性最优控制进行分析比较以及仿真结果对比后，结合水电站现场实际应用，本文调节器采用了常规PID以及引入机端电压反馈的非线性最优两种控制算法。其次，根据美国CYGNAL公司近年推出的CIP51微控制器具有高速、流水线（pipeline）结构的特点，以及芯片内提供完整的数据采集和系统控制解决方案，研制了基于CIP51微控制器的全数字式可控硅微机控制系统。该励磁控制系统主要是由功率单元和励磁调节器两大部分组成，用于水力发电机组的自动调节励磁电源。励磁系统控制器主要由以下单元组成：输入信号处理单元、A／D转换单元、电源单元、CPU（运算逻辑单元）、数字同步及触发脉冲输出单元、自动报警单元、人机接口单元等。脉冲触发部分输出设计利用C8051F020芯片的可编程计数器阵列（PCA0）高速捕捉功能来实现，其硬件结构巧妙，而只需要很少的CPU干预。本励磁控制系统配备了完善的功能模块和控制算法，可达到很好的控制效果和非常高的可靠性。本文在硬件电路功能模块设计的基础上，完成了励磁控制系统的软件实现。控制算法则提供了常规PID和引入机端电压反馈的非线性最优两种励磁控制算法。其中对于非线性最优励磁控制装置中的技术关键点（交流同步采样技术、控制算法的实现和数字触发脉冲等），本文进行了硬件和软件设计实现。其中对其对数字脉冲电路以及同步中断信号电路进行了仿真，验证了设计的可靠性；对于控制算法的实现，本文借鉴了PID控制算法的思路，实现了具体的非线性算法实现。6.学位论文陈起小功率同步发电机励磁系统的研究与设计2007同步发电机励磁控制系统为发电机提供励磁，并将发电机端电压维持在给定水平，是同步发电机的重要组成部分。对于单台并网运行的小型同步发电机，由于受容量的限制，通过小机组励磁控制提高电压水平，进而改善系统的稳定性的作用有限，如果小机组在发出有功的同时，不承担一定的无功出力，必然造成所在的区域的无功缺额扩大，使区域电压水平严重下降。因此在确保小机组发出一定有功的同时，发出相应量的无功，即功率因数恒定更具有实际意义。基于励磁电流和功率因数的双闭环系统可以实现恒功率因数控制。本文针对以往双闭环系统存在的不足，在双闭环恒功率因数控制的基础上，设计了以DSP为核心控制器件的数字励磁调节器，采用自并励励磁方式，以IPM组成三相电压型PWM整流器，并网前调节励磁电流，使发电机空载电势符合并网条件。并网后投入功率囚数环，以径向基(RBF)函数神经网络控制器调节功率因数，使功率因数准确、快速地跟随给定值。三相电压型PWM整流器与传统的二极管整流器和可控硅整流器相比，具有交流侧输入、输出电流谐波分量小、功率因数可调、直流侧电压波动小、能量可以双向流动等优点。径向基(RBF)函数神经网络很好地解决了励磁电流与功率因数之间非线性控制的难题。本文给出了Matlab仿真波形，系统的软硬件设计方案。7.期刊论文李璟延.张宇华.王福忠.LIJing-Yan.ZHANGYu-Hua.WANGFu-Zhong适用于中小型同步发电机的基于单片机励磁调节器的改进-河南科技大学学报（自然科学版）2005,26(2)为了降低以微型计算机为核心的数字式励磁调节器的建造费用,使更多的中小型同步发电机具有优良的调节性能,设计了以单片机为控制核心的中小型同步发电机的励磁调节器.该励磁调节器以80C196KB/KC为硬件核心,采用非线性控制,具有可靠性高、调节精度高、动态性能好、运行维护方便等优点.其数字仿真和实际应用均表明该调节器具有稳定和优良的性能.8.学位论文伍力燃气轮机同步发电机励磁系统控制方式的研究1996该文针对燃气轮机本身技术高速发展与其主要系统控制方式相对滞后这一矛盾,将最优控制理论和非线性控制理论引入到燃气轮同步发电机的励磁控制系统中.作者提出了两种最优励磁控制策略.首先,将同步电机在设定运行状态进行线性化处理,建立状态方程,通过求解黎卡提方程得到励磁调节器的最优输出,构成最优励磁控制器;其次,利用状态反馈精确线性化原理,对同步发电机的非线性方程通过状态反馈精确线性化,并利用LQR原理得到相应控制量,实现了非线性励磁控制.在对常规比例、最优以及非线性三种励磁控制器在燃机工作环境下,考虑不同工作点、不同运行条件下进行大量仿真实验基础上,通过分析和对比,针对具体系统选择并提出了非线性励磁控制器实现方案,并证明了该控制策略是可行和最佳的.9.学位论文肖智宏基于预测控制理论的励磁控制系统研究2006随着全国电网的互联、超高压电网的建设，电网的安全性日益突出，对电力系统的模型要求更加精确和严谨，对电力系统控制的要求也更加及时和准确。发电机励磁系统已经不单单是用于建立发电机电压、维持发电机电压的稳定。而是从电网的角度要求它发挥作用，即应用自动控制的最新理论与技术，将一个自然的、联系较松弛的电力系统逐渐改变为一个受控的、联系较紧密的系统。由已有的研究与实验结果表明，励磁控制是改善和提高电力系统电压和功角稳定最为有效且经济的技术手段，目前，励磁控制策略也是各种控制理论在电力系统中应用是否可行的试金石。本文以自动控制理论和发电机励磁控制技术为依托，在了解励磁控制系统研究的意义、研究动态以及实际应用的基础上，在理论上立足于引入先进控制策略，达到改善励磁系统控制效果，增强电力系统稳定能力的目的；在应用方面，尽量满足控制装置实用性与可靠性的要求。本文的研究工作，主要体现在以下几个方面：(1)应用预测控制理论，将其用于对电力系统励磁控制，推导出基于模型预测控制原理的励磁调节器控制规律的解析表达式；比较了以输出函数和状态空间方程为预测模型的两种预测励磁控制策略的动态特性。此外，还应用模型预测控制理论，研究了发电机组综合控制问题，对其控制规律进行了推导。(2)编写了电力系统暂态稳定程序，对单机-无穷大系统在多种故障情况下进行了数字仿真，分析和比较了模型预测控制、PID控制、非线性控制等不同控制策略下励磁控制的效果；仿真结果表明，模型预测励磁控制策略具有较强的适应性、同一性和鲁棒性，能显著提高电力系统在大小扰动下的动态特性，提高系统的稳定性。(3)根据理论推导，对预测励磁控制策略进行数字化实现。为验证基于模型预测控制理论的励磁控制规律的实际控制效果，以四方利水公司已有的技术为基础平台，研制出一台励磁调节器试验样机。该励磁调节器的硬件以DSP为核心、采用开放式的模块化结构设计；软件以模块化设计为主导思想，分层、分模块进行程序编制，并嵌入所推导的基于模型预测理论的控制规律的程序。该样机目前能实现励磁的闭环控制，并取得了较好的实验效果，从而为今后进行样机的动模实验，奠定了良好的基础。10.期刊论文吴俊勇.WuJunyong多机电力系统发电机组最优变目标控制的研究-现代电力2006,23(3)在故障后系统新的平衡点在线预测的基础上,提出了一种新的发电机组励磁和调速相协调的最优变目标控制策略.它不仅能够最大限度地挖掘励磁调节器和调速器对系统暂态稳定的控制能力,而且利用发电机组的就地信息实现了分散预测与控制,便于工程应用.对一个3机9节点系统的仿真结果表明,在线预测方法总能够快速预测到最近的系统故障后新的平衡点,引导最优变目标控制系统快速收敛,而且对不同的网络结构和故障类型具有一定的自适应能力,提高了系统暂态稳定性,改善了系统的动态品质.本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：c9f39e36-43f2-4107-a5fd-9de400989b06下载时间：2010年9月1日