《发电机励磁与调速系统建模研究与可视化参数辨识软件包开发》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电机励磁与调速系统建模研究与可视化参数辨识软件包开发（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华中科技大学 硕士学位论文 发电机励磁与调速系统建模研究与可视化参数辨识软件包开发 姓名：张午寅 申请学位级别：硕士 专业：电力系统及其自动化 指导教师：文劲宇 2011-01-08 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘 要 发电机励磁和调速系统模型作为电网分析计算中最为重要的四类元件模型的一 部分，对电网的动态特性分析具有关键作用，过去电力部门常采用典型参数，难以真 实反映系统的动态特性，迫切需要进一步对这些模型的结构和参数两方面开展建模研 究工作，本文正是围绕电网的这一需求，对励磁及调速系统整体辨识展开了研究，主 要研究了以下
2、内容。 首先从实际电网的需求出发，对励磁及调速系统模型及参数辨识技术的发展过程 和研究现状进行了介绍，论述了采用智能辨识法对励磁及调速系统进行整体参数辨识 的必要性，以及形成实用化程度较高的参数辨识工程应用软件的迫切性，明确了研究 的目标。 随后，对软件包当中需要搭建的辨识用标准模型库的建立目的进行了说明，从需 求角度阐述了搭建该模型库的必要性。针对现有标准模型解释不够详细的情况，按照 实际物理原型，对典型标准模型进行了相应的拆解，针对每一部分进行了详细解释与 说明，明确了模型参数的物理意义及这些参数所对应的物理现象。 然后，对参数整体辨识当中的发电机环节处理问题以及辨识仿真过程当中的效率 问
3、题进行了研究，推导了励磁及调速系统整体辨识时的发电机简化模型，并在 Matlab/Simulink 下对这些模型进行了实现；提出了分段仿真加快辨识速度，提高辨识 效率的方法。 最后，本文从工程实用性的角度出发，开发了基于智能辨识法的励磁及调速系统 参数整体辨识可视化软件，从参数辨识和参数校核两方面对软件包的主要功能进行了 描述，采用这两部分功能模块对实际系统进行了参数辨识和校核，并通过相关的时域 指标验证了参数辨识和校核结果的准确性。 关键词：参数辨识，励磁建模，调速建模，可视化软件 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstr
4、act The excitation and speed control system model of generator were the most important parts of four components models in power system analysis, which played a important role in its dynamic characteristics. Because of the power sector always used typical parameters in the past, which can hardly refl
5、ect the system dynamic characteristics, the further studies between the models structure and parameters were urgently needed. Around these demands, this paper carried out the research on the parameter identification on the whole excitation and speed control system. The main contents are as follow: F
6、irstly, starting from the actual demands for power grid, this paper introduced the exciter and control system models and the development and research process of parameter identification technology. This paper also discussed the necessity on intelligent identification method in using of excitation an
7、d speed control system parameter identification. The demand of identification software, which have high degree of practical was urgently request. Based on these introductions, the research targets were definitude. Subsequently, this paper described the purposes for building the standard model librar
8、y in parameter identification, and introduced the necessities from the perspective of demand. In addition, for the problem of less explanations in existing standard models, based on the physical system, this paper split the existing typical standard models and gave the explanation and instructions f
9、or each parts, absolutely clear each boxes in which the model parameters Physical meanings and the physical phenomenon which corresponding to these parameters. Then, the methods to deal with the generator part in whole system parameter identification and the efficiency for identification simulation
10、were studied. This paper derived the simplified generator model, which can be used in the whole excitation and speed control system parameter identification. This model has achieved in Matlab/Simulink. This paper also proposed a sub-simulation method to speed up the identification speed, improve the
11、 identification efficiency. Finally, from the practical engineering point of view, the author developed the excitation and speed control system identification visualization software which used the intelligent identification method. By introducing and using the main features of the parameter identifi
12、cation and calibration mode, this paper had finished the parameter identification and calibration on the actual system. Through the relevant time domain validation of the parameter identification and calibration, this paper improved the accuracy of the results. Keywords: Parameter Identification, Ex
13、citation Modeling, Speed Control System Modeling, Visualization Software 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对 本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有
14、关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保 密，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪 论 1.1 引言 随着中国经济的腾飞，中国社会的发展越来越快，在国家建设如火如荼的今天， 能源问题也越来越突出，电能作为一种清洁的二次
15、能源，与国民的生产生活有着密切 的联系，随着居民用电及生产生活用电量的不断增加，中国的电力系统无论是从总装 机容量还是从网架结构、电压等级上都有了飞速的发展。截止到 2009 年，中国电网 的总装机容量已经突破 8 亿千瓦，国家电网公司 2010 年 8 月 12 日首度公布，预计到 2015 年，建成华北、华东、华中（ “三华” ）特高压电网，形成“三纵三横一环网” ， 中国电网的网架结构江边的更加坚强，电力系统的发展又将迈上一个新的台阶1。 但是，随着大电网互联工作的推进，电网的稳定性问题越来越多地受到人们的重 视，按照大区电网互联的初衷，提高电压等级，开展大区电网互联工作有利于使我国 电
16、网更加坚强稳定，然而与这一初衷不符的是，在实际电力系统当中，大区电网互联 之后却多次发生了低频振荡现象，严重危及到电网的安全稳定运行1。在对这些低频 振荡进行分析计算时，基于大区互联电网计算得到的超低频率的振荡模式，与传统电 力系统低频振荡的振荡模式存在较大的出入，现有的分析计算方法无法对这种超低频 率的振荡现象做出合理的解释，电网分析计算模型的准确性开始受到学术界和工业界 的质疑2-6。 为了平息大区互联电网当中的这种超低频振荡，大量的研究人员专门这一问题开 展了控制器的设计工作，但是针对大区互联电网超低频振荡的控制器设计，需要准确 的电网元件模型，这其中就包括了电网当中发电机励磁和调速系统的模型7-8。尽管 IEEE 以及我国的电力科学研究院已经提出了各种标准化的模型可供选择；PSASP、 BPA、 PSS/E 等大型电力系统仿真计算软件中也有标准模型库9-13。 但是由于基于这些 模型结构和模型参数计算得到的电网动态特性无法解释大区电网互联时的超低频振 荡现象，其准确性受到了怀疑。 除
