《励磁控制理论简介余翔》由会员分享，可在线阅读，更多相关《励磁控制理论简介余翔（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、励磁控制理论简介1目的v介绍各种在励磁控制中得到应用的理论v部分控制理论的实现v通过实验或现场波形对比PID控制2现有的励磁控制理论vPIDvPID+PSSv线性最优控制v自适应最优控制v非线性控制3自动控制中的几个问题v运行状态改变后控制输出会稳定在哪一点 v偏差是怎么得到的v可以预测偏差的变化做到“超前”控制吗4PID控制5比例参数的作用和影响v对稳态特性的影响加大比例控制KP，在系统稳定的情况下，可以减小稳态误差，提高控制精度，但加大KP只减小误差，却不能完全消除稳态误差；v对动态特性的影响比例控制KP加大，会使系统的动作灵敏、响应速度快；KP偏大，振荡次数变多，调节时间加长，当KP太大
2、时，系统会趋于不稳定。若KP太小，又会使系统的响应缓慢。 6积分参数的作用和影响v对稳态特性的影响积分控制能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。但若TI太大，积分作用太弱，将不能减小稳态误差；v对动态特性的影响积分时间常数TI偏小，积分作用强，振荡次数较多，TI太大，对系统性能的影响减小。当时间常数TI合适时，过渡性能比较理想。 7微分参数的作用和影响v微分控制的作用跟偏差信号的变化趋势有关，通过微分控制能够预测偏差，产生超前的校正作用，可以较好地改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度等。但当TD偏大时，超调量较大，调节时间较长。当TD
3、偏小时，同样超调量和调节时间也都较大。只有TD取得合适，才能得到比较满意的效果。 8空载阶跃时的电压变化9空载阶跃时的V和V10空载阶跃时控制角及其积分11PID控制的实现v控制规律v传递函数12PID控制的数字实现vPID控制输出的累加形式v控制偏差的增量形式13PID在励磁中的实现v比例V=V-RefEf=VKPv积分Efavg Efavg EfKIv微分EfEf（V(k)-V(k-1)）KD14有功功率的处理（用于PSS）v比例PPPavgv积分PavgPavgPKI 15稳态误差的由来及其消除方法v稳态误差的由来截断误差VKPavg= avg+ KIavg+ 当KI VKP KI截断误
4、差， avg 、都不再发生变化v稳态误差的消除方法 avg= avg+ KI1+ VKI216电力系统稳定器(PSS)原理v根据发电机固有频率进行补偿，使之频谱特性与期望值一致。v国家电网公司企业标准中电力系统稳定器整定试验导则要求，需要通过相位补偿，使0.22Hz范围内PSS输出的力矩向量对应轴在超前+10-45。 17PSS补偿特性图18PSS补偿特性图19单输入PSSvKPSS=3，T1=0.09s，T2=0.031s，T3=0.3svT4=0.99s，Tw=2.3s20惯性环节 的离散化有x+Tsx=u, 即dx/dt=(u-x)/Tv令控制周期为h, =h/2, 离散化得到v化简得到
5、21隔直环节和超前滞后环节v隔直环节v超前滞后环节22单输入PSS的特点v优点原理清晰实现简单抑制低频振荡效果较好 v缺点抑制振荡频率范围窄 有功功率的反调多机系统中的配合23PSS2A24-4%阶跃(动模试验)vP=0.57，t=1s时给定值由1.08突变为1.0425三相接地实验（动模试验）vV=1.05, P=0.45, t=1s时发生三相接地故障，0.2s后故障消失。26线性最优励磁控制v一种多变量PIDv理论：Ef=KV VK K v实际：Ef=KV VKP PKF Fv将来： Ef=KV VKP P K 271%阶跃P=0.7, t=1s时给定值由1突变为1.01；t=7s给定值由
6、1.01突变为1.0284PSS试验（PID）294PSS试验（线性最优）30自适应控制v变增益自适应v模型参考自适应v自校正控制31变增益自适应v预置几组控制参数，运行时根据一个或多个辅助变量的大小选取最合适的一组。v具有一定的适应能力，实际仍然是改进的定点控制方式。v设计简单，容易实现。32控制器被控对象变增益机构Yrefu33模型参考自适应v由两个环路组成：内环是调节器和被控对象，外环为参考模型和自适应机构。参考模型经过精心设计，性能优良。这样通过自适应机构使被控对象与参考模型之间的广义误差最小化，从而达到被控对象性能最优。v能够很快跟踪被控对象的变化。v要求零极点对消，很难保证闭环稳定
7、。v参考模型难以设计。34模型参考自适应（续）参考模型前馈调节器被控对象反馈调节器自适应机构uYr广义误差e+-35自校正控制v通常由辨识器、控制器参数设计部分和控制器本体三部分组成。这种算法对同步发电机控制过程进行实时辨识，并将辨识参数代入离散的Riccati方程，实时求解最优反馈增益，以得到最优控制输出。理论上该控制器能够保证被控对象始终保持最优性能。36自校正控制（续）被控对象辨识器控制器参数设计控制器+yu037自适应与PID控制性能的比较38三相短路实验39自适应励磁控制现场实验40非线性鲁棒电力系统稳定器 v基于多机励磁系统，该模型考虑瞬态凸极效应，并计及了系统中存在的各种不确定性因素的影响；在此基础上将微分几何控制理论与线性方法有机结合，即采用反馈线性化方法将非线性系统精确线性化，然后应用线性控制理论设计其鲁棒控制律，最后代回到所设计的非线性预反馈律中。 41非线性鲁棒PSS的控制规律v与常规控制规律不同，甚至在分母中出现了状态变量。42300MW机组2%阶跃实验 PIDPID+NrPSS43进相至-13MVar时的稳定实验 44谢谢！45
