【正文】 摘 要同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的能量提供者，而勵磁控制系統(tǒng)是同步發(fā)電機的重要組成部分，它的控制性能的好壞直接影響發(fā)電機及電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文利用MATLAB 在 SIMULINK 下對完整勵磁系統(tǒng)進(jìn)行仿真的方式對勵磁控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究并通過分析勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性得出了相關(guān)結(jié)論，同時，通過故障實驗對勵磁控制系統(tǒng)的運行狀況有了進(jìn)一步的研究。本文從同步發(fā)電機和勵磁控制系統(tǒng)的基本模型入手，通過建立同步發(fā)電機完整的勵磁控制系統(tǒng)的仿真模型，研究了關(guān)于勵磁控制系統(tǒng)的工作原理，并對 PID 控制器、PSS 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器以及限幅環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究。本文主要針對的是同步發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性的研究，通過建立完整勵磁控制系統(tǒng)的仿真模型研究分析勵磁控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)正常運行和故障運行時的動態(tài)特性。同時，鑒于勵磁控制系統(tǒng)仿真的重復(fù)性以及操作的復(fù)雜性，本文在對勵磁控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真時還引入了 POWERGUI 模塊，可以方便地實現(xiàn)對參數(shù)的設(shè)置與修改、模型的查看和修正、仿真的顯示以及相關(guān)的輔助操作等，可以極大地簡化仿真的操作過程，提高仿真效率。關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機 勵磁控制 MATLAB PID 控制器 PSS ABSTRACTSynchronous generator power is the energy of the system provider, and excitation control system is an important part of synchronous generator and its control performance will have a direct impact on generators and power system reliability and stability. This paper use of MATLAB in SIMULINK to plete the excitation system under the way of excitation control system and through the analysis of excitation control system dynamic characteristics related conclusions obtained, meanwhile, through the experiments of excitation control system fault of the status of the have a further study.This article from the synchronous generator and excitation control system of the basic model, and by establishing a synchronous generator excitation control system of the plete simulation model, and the research about excitation control system of the working principle, and the PID controller, PSS power system stabilizer and amplitude limit links.This article mainly aims at the synchronous generator excitation control system dynamic characteristics, and by establishing a plete excitation control system simulation model of excitation control system research and analysis in the normal operation of the power system fault and the dynamic characteristic of the operation. Meanwhile, in view of excitation control system simulation of the plexity of the operation and the repeatability, the excitation control system are also introduced the simulation POWERGUI module can be easily realize to the parameter setting and modification of the model, and the simulation of the check amended, display, and related auxiliary operation and so on, can greatly simplified simulation of the operating process, improve the efficiency of the simulation.Keywords: Synchronous Generators Excitation Control MATLAB PID Controller The PSS目 錄第一章 緒論 ..............................................................1 同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)概述 ............................................1 勵磁控制的主要作用任務(wù)及工作原理 ......................................2 對勵磁及其控制的要求 ..................................................2 勵磁控制系統(tǒng)的發(fā)展 ....................................................3 同步發(fā)電機模型 ........................................................3第二章 MATLAB 仿真工具....................................................5 MATLAB 仿真工具簡介 ....................................................5 MATLAB 仿真工具特點 ....................................................5第三章 勵磁控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真 ............................................7 勵磁系統(tǒng)模型設(shè)計 ......................................................7 仿真步長算法選擇 .....................................................16 MATLAB/SIMULINK 仿真初值設(shè)置 ..........................................17 動態(tài)特性仿真 .........................................................17第四章 總結(jié) .............................................................23致 謝 ...................................................................24參考文獻(xiàn) .................................................................25第一章 緒論 同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)概述隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的擴大和機組單機容量的增大，對同步發(fā)電機勵磁控制就提出了更高的要求。勵磁控制系統(tǒng)作為同步發(fā)電機的重要組成部分，它直接影響發(fā)電機的運行特性，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有重要的影響。勵磁系統(tǒng)一般由兩部分構(gòu)成：第一部分是勵磁功率單元,第二部分是勵磁調(diào)節(jié)器。同步發(fā)電機和它的勵磁系統(tǒng)所構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)稱為勵磁控制系統(tǒng)，其控制原理示意圖如圖 11 所示。它是一個典型的反饋控制系統(tǒng)。圖 11 勵磁控制系統(tǒng)原理圖勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁控制系統(tǒng)的重要組成部分。整個勵磁系統(tǒng)動態(tài)、靜態(tài)特性的優(yōu)劣，在很大程度上取決于勵磁調(diào)節(jié)器的好壞。它的作用是根據(jù)發(fā)電機電壓及運行工況的變化，自動地調(diào)節(jié)勵磁功率單元輸出的勵磁電流的大小，以滿足系統(tǒng)運行的要求。 勵磁功率單元，包括整流裝置及其交流電源，它的作用是向發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電源。勵磁方式根據(jù)勵磁電源的不同可以分為三類：一類是直流勵磁機勵磁。多用于中、小機組。它實際上是一個直流發(fā)電機。它的優(yōu)點是比較簡單，不易受系統(tǒng)影響，調(diào)節(jié)比較穩(wěn)定，但是碳刷、整流子維護(hù)麻煩，尤其是冒火問題很難解決。第二類是交流勵磁機勵磁方式。其中按功率整流器是靜止還是選裝的又可以分為交流勵磁機靜止整流器勵磁方式（有刷）和交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流器勵磁方式（有刷）兩種。多用于容量在100MW 及以上的汽輪發(fā)電機組。第三類是靜止勵磁方式。其中最具代表性的是自并勵勵磁方式。也多用于容量在 100MW 及以上的汽輪發(fā)電機組。自并勵勵磁方式就是從發(fā)電機機端電壓源取得功率并使用靜止可控整流裝置的勵磁系統(tǒng)，即電勢源靜止勵磁系統(tǒng)。由勵磁變壓器、勵磁調(diào)節(jié)裝置、功率整流裝置、滅磁裝置、起勵設(shè)備、勵磁操作設(shè)備等組成。其優(yōu)點是設(shè)備和接線簡單、可靠性高、勵磁調(diào)節(jié)速度快，如采用三相全控整流電路，可以實現(xiàn)逆變滅磁，為簡化勵磁系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。缺點就是在發(fā)電機口發(fā)生三相短路時，機端電壓及整流電源電壓嚴(yán)重下降，即時故障切除時間很短，短路期間勵磁電流衰減不大，但在故障切除后機端電壓的恢復(fù)需要一定的時間，自并勵系統(tǒng)的強勵能力有所下降。 勵磁控制的主要作用任務(wù)及工作原理勵磁控制