【正文】 作，在故障狀態(tài)時(shí)可以迅速?gòu)?qiáng)勵(lì)，將勵(lì)磁電壓迅速上升至頂值電壓，并通過(guò)再次或多次調(diào)解逐步使電壓恢復(fù)至穩(wěn)定值。當(dāng)自己終于可以從找工作、畢業(yè)論文的壓力中解脫出來(lái)，長(zhǎng)長(zhǎng)的吁出一口氣時(shí)，我突然意識(shí)到，原來(lái)四年的大學(xué)生活已經(jīng)過(guò)去了，到了該告別的時(shí)候了。如果把這種單調(diào)的生活看作一場(chǎng)場(chǎng)循環(huán)的演出，那么我只是一個(gè)安靜的演員。這篇論文從調(diào)研報(bào)告、資料查找、修改到最后的定稿，如果沒(méi)有劉老師的心血，尚不知以何等糟糕的面目出現(xiàn)，我很自豪有這樣的一位老師，他值得我感激和尊敬。參考文獻(xiàn)[1] 張森， 仿真技術(shù)主導(dǎo)實(shí)例應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[2] 鐘麟，王峰. MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2022.[3] 張葛祥，李娜. MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[4] 薛定宇， MATLAB/SIMULINK 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2022.[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.[6] Li Weibo,Mao Chengxiong,Lu of the virtual instrumentation applied to measure pulsed heavy currents. IEEE Transaction on Instrumentation amp。感謝電氣信息學(xué)院的所有授課老師，你們使我終身受益。但是無(wú)論多么蹩腳的演員，無(wú)論臺(tái)下有多少觀眾，即使只說(shuō)給自己聽(tīng)，在他謝幕時(shí)也總要感激一些人，是這些人幫助他走上舞臺(tái)，成功或者不那么成功的“演出”?？墒倾皭澲螅傄f(shuō)些什么。在發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，也發(fā)現(xiàn)了勵(lì)磁控制系統(tǒng)的需要改進(jìn)的地方，如：在遇到打擾動(dòng)情況下勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。，具有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。IfddPe圖324 斷線（跳閘）故障時(shí)：Ifd, 和Pe仿真波形d如圖323所示為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化波形，在14s時(shí)由于斷路器斷開(kāi)負(fù)荷減少，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)稍微提高，但當(dāng)斷路器合閘負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)減慢，而隨著勵(lì)磁控制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，機(jī)端電壓偏差值得減小，同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)的變化，以適應(yīng)當(dāng)前的負(fù)荷。斷線（跳閘）故障的實(shí)質(zhì)就是斷路器的分閘合閘，更具體一些就是投切負(fù)荷。 斷線（跳閘）故障將Step元件參數(shù)設(shè)為初值，即在Step time欄輸入 0，在Initial value欄輸入0，在Final value欄輸入1，在Sample time輸入0。圖320 機(jī)端電壓參考值階躍時(shí)：機(jī)端電壓仿真波形如圖320所示為同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓在發(fā)生機(jī)端電壓參考值階躍的波形，可見(jiàn)，在14s時(shí)，機(jī)端電壓發(fā)生階躍，電壓上升5%。圖318 三相短路故障時(shí)：Ifd, 和Pe仿真波形d 機(jī)端電壓參考值階躍將3Phase Fault元件移出仿真電路，雙擊Step元件，對(duì)該元件參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在故障消除后，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)的時(shí)延并不能使電壓直接恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。雙擊3Phase Fault元件，對(duì)該元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在Fault resistances欄輸入 1e3，在 Ground resistance欄輸入 1e3，在Transition time欄輸入[15,]，在Transition status欄輸入[1,0]，在Snubbers resistance欄輸入1e4，在Sample time of the internal timer欄輸入0，在Snubbers Capacition欄輸入inf ，選中Phase A,B,C Fault以及 Ground Fault。仿真時(shí)間設(shè)置。MATLAB針對(duì)上述問(wèn)題提供了有效的解決方法?？梢允褂胦del5s進(jìn)行仿真，可使結(jié)果輸出正常。MATLAB針對(duì)剛性系統(tǒng)——系統(tǒng)的特征值相差很大。在Simulation菜單中的“Configuration Parameters”選項(xiàng)下選擇 Solver進(jìn)行設(shè)置。圖315 勵(lì)磁系統(tǒng)Simulink仿真模型在這個(gè)仿真系統(tǒng)中，重點(diǎn)模擬了同步發(fā)電機(jī)在大擾動(dòng)下的暫態(tài)過(guò)程的運(yùn)行特性：（1）在15s處，升壓變壓器出線端短路，；（2）在14s處，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓參考值階躍5%；（3）在15s處，交流雙回線的其中一條發(fā)生斷線（跳閘）故障。 其余模塊設(shè)置（1）在Simulink 的SimPowerSystems模塊庫(kù)中，選擇Machine中的Machines Measurement Demux項(xiàng)，其中Machine type選項(xiàng)，將選定Ifd，Stator voltages，Rotor speed， Electric power，Load angle，output active power等六項(xiàng)變量作為測(cè)量變量。將Active +008。點(diǎn)擊Load Flow and Machine Initialization選項(xiàng)，在彈出屬性參數(shù)窗口，Machines 列表中將顯示名為Synchronous Machine 1110MVA 24kV的電動(dòng)機(jī)。首先，點(diǎn)擊SimPowerSystems菜單欄，便可以看到Powergui模塊，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊該模塊，選擇將該模塊添加進(jìn)項(xiàng)目。接著，再?gòu)?fù)制該模塊，它與3Phase Breaker 模塊相接。圖 39 Load 500MW的電阻性負(fù)載的重要參數(shù)特將3phase Source模塊（名為12022MVA 110kV）與3phase parallel RLC load模塊（名為L(zhǎng)oad 500MW），封裝成一個(gè)子系統(tǒng)，命名為無(wú)窮大子系統(tǒng)，如圖310所示。圖 37 Synchronous Machine 模塊的屬性參數(shù)選擇該元件，并命名為 Synchronous Machine 1110MVA 24KV；雙擊元件圖標(biāo)，對(duì)同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 同步發(fā)電機(jī)的模型在 MATALB／SIMULINK 庫(kù)里打開(kāi) SimPowerSystems／Machines ，即可選擇需要的同步電機(jī)模型，一般有 PU units 和 SI units 兩種。引入第二個(gè)Gain 模塊，將其設(shè)置為 。引入第三個(gè)Saturation 模塊，設(shè)置模塊名為V_ceiling，并將其Upper limit欄設(shè)置為5，將其Low limit欄設(shè)置為0。接著在Discontinuities模塊庫(kù)中選擇Saturation 模塊，且命名為V_Rmax ，并將其Upper limit欄（上限值）設(shè)置為10，將其Low limit欄（下限值）設(shè)置為9。在勵(lì)磁控制系統(tǒng)中引入限幅環(huán)節(jié)對(duì)提高勵(lì)磁控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定及保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器、勵(lì)磁機(jī)等設(shè)備的安全運(yùn)行有重要作用。引入兩個(gè)Transfer F模塊，將第一個(gè) Transfer F模塊的 Numerator欄設(shè)置為[2,0]，將它的Denominator欄設(shè)置為 [2,1]；將第二個(gè)Transfer F模塊的Numerator欄設(shè)置為[,0]，將它的Denominator 欄設(shè)置為[,1]。Saturation模塊、 Transfer F模塊和Sum模塊構(gòu)成。因此，又稱為附加勵(lì)磁控制。但是，這個(gè)環(huán)節(jié)使勵(lì)磁電壓響應(yīng)比減少，不利于暫態(tài)穩(wěn)定，也是不可取的。解決這個(gè)不兼容性的辦法有：(1) 放棄調(diào)壓精度要求，減少勵(lì)磁控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。分析證明，勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)作用，是造成電力系統(tǒng)機(jī)電振蕩阻尼變?nèi)酰ㄉ踔磷冐?fù)）的最重要的原因之一。圖33 PID控制器子系統(tǒng)Gain模塊為該控制器的比例環(huán)節(jié)，將它的參數(shù)設(shè)置為40。通過(guò)調(diào)節(jié)PID的各參數(shù)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)應(yīng)能達(dá)到如下控制：（1）穩(wěn)態(tài)時(shí)有較大的放大倍數(shù)，使發(fā)電機(jī)端電壓接近恒定，保證發(fā)電機(jī)端電壓靜差率滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，使系統(tǒng)有較大的靜態(tài)穩(wěn)定極限。如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度等。對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：積分時(shí)間常數(shù) 偏小，積分作用強(qiáng)，振蕩次數(shù)較多，太大，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減小。若 太小，會(huì)使系統(tǒng)的響應(yīng)緩慢。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：加大比例控制 ，PK PK在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小穩(wěn)定誤差，提高控制精度，但加大 只減小誤差，卻P不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。圖32 模擬PID控制系統(tǒng)原理圖如圖32，PID控制器是一種線性控制器，它通過(guò)給定值r(t)與實(shí)際輸出值y(t) 的偏差e(t) 的比例（P ）、積分（I）和微分（D）的線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。無(wú)窮大系統(tǒng)由12022MVA系統(tǒng)電源和一個(gè)500MVA 的系統(tǒng)復(fù)合而成。第三章 勵(lì)磁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 勵(lì)磁系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)在研究勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型時(shí)，通常采用單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。功能性工具箱用于多種學(xué)科。MATLAB包含兩個(gè)部分：核心部分和各種可選的工具箱。由于MATLAB是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的， MATLAB提供了和C語(yǔ)言幾乎一樣多的運(yùn)算符，靈活使用MATLAB的運(yùn)算符將使程序變得極為簡(jiǎn)短；(3)MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句(如for循環(huán)， while循環(huán)，break語(yǔ)句和if語(yǔ)句)，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。MATLAB 的主要特點(diǎn)如下：(1)語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。MATLAB 語(yǔ)言由美國(guó)The Math Works開(kāi)發(fā)，2022年推出了其全新的MATLAB 。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory )之意，現(xiàn)已成為當(dāng)今國(guó)際上科學(xué)界(尤其是自動(dòng)控制領(lǐng)域)最具影響力，也是最有活力的軟件。1q若采用功率不變的坐標(biāo)變換，并取定子額定相電壓有效值和額定電流有效值作為定子電壓和電流的基值，它等于以單相額定功率為基準(zhǔn)的電磁轉(zhuǎn)矩標(biāo)么值的l／3，則以三相額定功率為基準(zhǔn)的電磁轉(zhuǎn)矩標(biāo)么值方程為： （1edqTiy=11）轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程是同步發(fā)電機(jī)的又一個(gè)基本方程，它是按牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)描述。六個(gè)繞組間都有磁的耦合，加上轉(zhuǎn)子位置不斷變化，繞組間的耦合又必然是轉(zhuǎn)子的位置函數(shù)。在小干擾情況下，可以將非線性的完整模型在工作點(diǎn)附近線性化，得出線性化模型：同樣，在某些特定的條件下，還可以求得簡(jiǎn)化的線性模型。 同步發(fā)電機(jī)模型同步電機(jī)作為電力系統(tǒng)的主要元件，電磁暫態(tài)和機(jī)電互動(dòng)現(xiàn)象十分