【正文】 的目的。（4）在電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)過程中應(yīng)有足夠的阻尼，以保證有良好的穩(wěn)定性能。隨著電力系統(tǒng)的擴大以及快速半導(dǎo)體勵磁的應(yīng)用，在系統(tǒng)中出現(xiàn)了很多新問題。同步電機是勵磁控制系統(tǒng)的控制對象，又和勵磁控制系統(tǒng)密切相關(guān)系。要正確反映上述情況就需要七個非線性微分方程。除具備卓越的數(shù)值計算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計算，文字處理、可視化建模仿真和實時控制、靈活的程序設(shè)計流程、高質(zhì)量的圖形可視化與界面設(shè)計、便捷的與其他程序和語言接口的功能等功能。MATLAB 程序書寫形式自由，利用其豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。核心部分中有數(shù)百個核心內(nèi)部函數(shù)。本文對圖31所示的系統(tǒng)進行了建模與仿真研究。其控制規(guī)律為 （20()1()[()()]tDPITdetutKet=+242。（2）積分時間常數(shù) 對控制性能的影響。但當(dāng) 偏大時，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時間較長。按照圖33中所示仿真模型的參數(shù)，將第一個Transfer F模塊命名為PID，設(shè)置Transfer F模塊，在它的Numerato欄中輸入 [， 1]，在它的Denominator欄中輸入[，0]；將第二個Transfer F模塊命名為PID1,將該Transfer F模塊的Numerato欄設(shè)置為[，1]，Denominator欄中輸入[ ，1]。這對靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性均有不利的影響，是不可取的。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器即PSS 是使用最廣、最簡單而有效的附加勵磁控制。引入一個Sum 模塊，在它的List of signs欄中輸入++；全部選中圖34中所示的功能模塊，用鼠標(biāo)右鍵點擊選中的功能模塊中的任意一個功能模塊，在彈出的對話框中點擊選擇Creat Subsystem（創(chuàng)建子系統(tǒng)），點擊該子系統(tǒng)的名稱Subsystem ，將它重新命名為PSS 。引入第一個Sum 模塊，在它的List of signs欄中輸入++。引入第三個Gain 模塊，并命名為 Proportional gain，將其設(shè)置為 。它的典型參數(shù)值如它的電壓值、頻率值、機組功率值、同步電機的 d 軸電抗值、暫態(tài)電抗值、次暫態(tài)電抗值、q 軸暫態(tài)電抗值、次暫態(tài)電抗值、d 軸暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電抗的時間常數(shù)值、q 軸次暫態(tài)電抗的時間常數(shù)值、同步電機的極對數(shù)值、摩擦系數(shù)和慣性系數(shù)值，如圖 37 所示。其他類如Scope 模塊、Constant 模塊、Step模塊、Sum模塊的屬性，參照圖315所示。將Bus type欄設(shè)置為Pamp。（2）在同步發(fā)電機輸出端引出一個廠用電負(fù)荷，其具體做法是，首先在Simulink的SimPowerSystems模塊庫中，打開Elements 模塊庫，選中 3phase parallel RLC Load功能模塊，并將其命名為500MW，其屬性參數(shù)設(shè)置對話框如圖313所示。定步長求解器使用固定的步長對系統(tǒng)進行求解，有Discrete、odeode4 、odeode2和odel；變步長求解器則能夠根據(jù)用戶指定的積分誤差自動調(diào)整仿真步長，有Discrete、ode4de2odelodel5s、ode23s、ode23t、ode23tb。本文優(yōu)先選用了ode23tb算法，Relative tolerance為1e3，其他參數(shù)為默認(rèn)參數(shù)。選擇Simulation下的Simulation Parameters選項，在彈出的對話框中對Solver 模塊參數(shù)進行設(shè)置。而這正是由于勵磁控制系統(tǒng)的迅速強勵作用的結(jié)果。由于故障，由于勵磁控制系統(tǒng)的工作原理是根據(jù)電壓檢測值同機端電壓參考值得偏差值而進行調(diào)節(jié)的，所以在機端電壓參考值上升5%后，響應(yīng)的檢測值的偏差值也會上升5%。設(shè)置這個故障的原因，也就是分析勵磁控制系統(tǒng)在負(fù)荷變化時的控制狀況。通過以上仿真可以看出，在發(fā)電機沒有出現(xiàn)故障時，運行平穩(wěn)，輸出穩(wěn)定。大學(xué)四年，生活其實很簡單，只是讀書、寫字和考試的周而復(fù)始。感謝所有關(guān)心、鼓勵、支持我的家人、親戚和朋友。我在這里首先要感謝的是我的論文指導(dǎo)老師——劉思華老師。致 謝時光飛逝四年的大學(xué)生活在這個季節(jié)就要畫上一個句號了，而我的人生才只是畫上了一個逗號。如圖324為阻尼繞組電流Ifd、功率角 和功率Pe的仿真波形，如圖可知，在斷路d器的分閘合閘時三組參數(shù)的變化都不是特別的大，尤其是功率，阻尼繞組電流在斷路器分閘時瞬間減小，合閘時瞬間增大，并隨著勵磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，逐步變化為正常值。同時，將3Phase Fault元件移出仿真電路。在Step time欄輸入 14，在Initial value欄輸入1，在Final ，在Sample time欄輸入0。通過以上參數(shù)的設(shè)置，得出以下仿真電路波形：通過仿真波形可以看出，勵磁控制系統(tǒng)在發(fā)生三相短路時的幾個重要參數(shù)的動態(tài)狀圖316 三相短路故障時：發(fā)電機轉(zhuǎn)速仿真波形況，根據(jù)設(shè)置以及波形可以看出，故障發(fā)生時間為15s處。在 MATLAB/SPS工具箱中Continuous(在 MATLAB 6．5中為Power GUI)具有穩(wěn)態(tài)潮流計算以及初始值設(shè)定的功能。既有快變特性又有慢變特性的系統(tǒng)——提供了odel5s、ode23s、ode23t 、ode23tb等算法。 仿真步長算法選擇除了進行初始值設(shè)置外，我們在進行仿真之前還必須合理地設(shè)置算法和精度。將Load flow frequency欄置為50。雙擊該模塊，彈出該模塊的屬性參數(shù)對話框如圖311所示，點擊Steady State Voltages and Currents選項，彈出它的屬性參數(shù)窗口，如圖310所示。途中所用連接線選自SimPowerSystems模塊庫中Connectors模塊庫的Bus Bar(vert)模塊，雙擊該模塊修改其參數(shù)，在Number of inputs欄中輸入3，在Number of outputs欄中輸入1。由于標(biāo)么化系統(tǒng)利于勵磁控制系統(tǒng)的仿真分析，所以本文選用 PU units 模型作為研究對象。引入第二個Sum 模塊，在它的List of signs欄中輸入+。本文也封裝了一個專用的限幅環(huán)節(jié)子系統(tǒng)?，F(xiàn)將其創(chuàng)建方法和分析步驟簡述如下。(3) 在勵磁控制系統(tǒng)中，增加附加勵磁控制通道解決電壓調(diào)節(jié)精度和動態(tài)穩(wěn)定之間矛盾的有效措施，是在勵磁控制系統(tǒng)中，增加其他控制信號。在一定的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下，電壓調(diào)節(jié)作用，在維持發(fā)電機電壓恒定的同時，將產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用。（2）暫態(tài)時有較小的放大倍數(shù)，以避免超頻和振蕩。當(dāng)時間常數(shù) 合適時，過渡性能比較理想。對動態(tài)特性的影響：比例控制 加大，會使系統(tǒng)的動作靈敏、PK響應(yīng)速度快。圖31 單機—無窮大系統(tǒng)圖（標(biāo)幺制） PID控制器PID控制理論是勵磁控制系統(tǒng)中一種很重要的控制理論。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強的，這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進行高、精、尖的研究；(9)源程序的開放性。并且程序限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大；(4)程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號的計算機和操作系統(tǒng)上運行；(5)MATLAB GUI，這可讓使用者也可以像VB、VC、DELPHI等程序那樣進行一般的可視化的程序界面編輯：(6)MATLAB的圖形功能十分強大。目前最新版本 Release 14(MATLAB 7．O) 的 Service Pack l，2022年9月正式推出。全部用標(biāo)么值表示的轉(zhuǎn)子運動方程為： （1jmeddTTtw=12）式中 為機械轉(zhuǎn)矩， 為阻尼轉(zhuǎn)矩， 為阻尼系數(shù)， 為同步電機轉(zhuǎn)子慣性時mTdTD=j間常數(shù)。同步電機 坐標(biāo)下的暫態(tài)方程稱為派克方程，它是一組非線性的微分方程組。（3）勵磁控制理論的發(fā)展。 勵磁控制系統(tǒng)的發(fā)展隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，大型同步發(fā)電機的勵磁及其控制系統(tǒng)也發(fā)生了很大的變化，主要表現(xiàn)在：（1）半導(dǎo)體勵磁代替了直流勵磁機。例如，當(dāng)負(fù)荷從零值變到額定值時，端電壓應(yīng)得到穩(wěn)定調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度應(yīng)保證在 以內(nèi)。在并列運行時，可以調(diào)節(jié)無功功率的分配。也多用于容量在 100MW 及以上的汽輪發(fā)電機組。多用于中、小機組。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。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。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。它實際上是一個直流發(fā)電機。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)?？梢蕴岣哽o穩(wěn)定極限，同時，可以抑制自勵磁，增加充電線路允許長度。%177。過去同步發(fā)電機都是用與它同軸的直流發(fā)電機提供直流勵磁電流，隨著單機容量的增大，所需的勵磁容量也隨著增大。從上世紀(jì) 50 年代以來，廣大科技工作者就一直致力于同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的理論和應(yīng)用研究，并取得了豐碩的成果。0dq由于 三軸之間的解耦以及 坐標(biāo)下的電感參數(shù)是常數(shù)，因此派克變換及同步電機0aq的派克方程在實用分析中得到廣泛的應(yīng)用。此外，還有一個運動方程是功角 和轉(zhuǎn)子電角速度 之間的關(guān)系應(yīng)滿足下式：dw （11t=13）式（）~（）就組成了同步電機的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型。本文的研究是基于 基礎(chǔ)上的。在FORTRAN和C語言里，繪圖都很不容易，但在MATLAB里，數(shù)據(jù)的可視化非常簡單；(7)MATLAB的缺點是：它和其他高級語言相比，程序的執(zhí)行速度比較慢。開放性也許是MATLAB最受人們歡迎的特點。這種理論是按偏差的比例、積分、微分控制簡稱PID控制。 偏大，振蕩次數(shù)變多，調(diào)節(jié)時間加長。IT I（3）微分時間常數(shù) 對控制性能的影響。保證發(fā)電機間無功分配的穩(wěn)定性。許多研究表明，在正常實用的范圍內(nèi)，勵磁電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用會隨著開環(huán)增益的增大而加強。這種控制信號可以提供正的阻尼作用，使整個勵磁控制