同步发电机励磁控制方法的发展与展望
励磁系统控制关键技术与未来展望
励磁系统控制关键技术与未来展望摘要：控制励磁系统的目的是使机端电压在设备允许范围内保持恒定。
对机组侧来说，主要任务是使发电机输出电压接近额定电压，并无功功率调节，以确保发电机的安全和经济运行；对于电网侧，它们还具有支撑电压、电力系统的静态稳定性、抑制功率振荡和提高暂态稳定等特点。
近年来，以风能、太阳能为代表的新能源由于电压控制不足而被纳入有助于控制励磁系统的研究。
我们的电力系统正朝着“双高”方向发展，电力和电网结构正在发生巨大变化。
发电机电励磁控制技术是确保电力系统安全稳定运行的最具成本效益的手段之一。
关键词：励磁系统；自动电压调节器；同步发电机控制同步电机励磁在提高电力系统稳定性方面起着重要作用，因此同步发电机的励磁控制始终是学术界关注的焦点。
励磁控制的任务是使发电机端的电压保持恒定，达到迄今为止电压的最高精度，同时抑制振荡，提高电力系统的稳定性。
一、励磁调节器的控制方法发展1.线性单变量励磁控制。
1950年代的古典控制理论发展到了用传输函数对控制进行数学描述的成熟程度。
研究对象是线性输入输出系统。
在这种情况下，电机通ΔUt的P或PID励磁降低电机端电压偏差。
该方法的优点在于，控制参数可以用频率或根轨迹法的线性函数模型单变量法确定，简单可靠的算法在物理上正确、方便调整、应用技术上明确，可以抑制故障后电压波动，通过向磁系统提供渐进输出，在一定程度上有助于补偿磁电流的相位和负损耗扭矩，从而提高电机电压稳定性。
该方法的缺点是，它仅适用于单变量的线性系统，不适用于非线性、时变、耦合以及参数和结构不确定性的复杂对象，而不考虑其他变量兼顾功率Pe、发电机转速ω性能调节。
超前不一定与低频振荡频率相同，也无法补偿负阻尼所需的相位。
该控制系统必须不断调节电压偏差ΔUt，以区分正负阻尼的变化。
很难降低发电机电压，确保正阻尼，从而避免了系统低频的有限作用。
为了解决此方法的缺点，引入了几种新的PID控制，这些控制将PID与其他控制相结合，例如适应、模糊、神经PI等控制，在一定程度上提高了控制性能。
同步发电机励磁控制的现状与走向分析
同步发电机励磁控制的现状与走向分析摘要：同步发电机励磁控制在电力系统中是比较常见的控制方式，效果显著、应用领域广泛。
它的应用可以保证电力系统的稳定运营和有效控制。
文本研究该领域的核心控制问题，了解控制重点，研究控制项目的实际状况，分析改进方法。
对同步发电机励磁控制的现状与走向分研究析。
关键词：同步发电机励磁；控制现状；走向同步发电机励磁控制研究领域活跃，拥有多种控制理论和方法经过不断的探索分析。
在理论知识和实践应用上取得了累累硕果。
我国的电网规模的不断扩大，电网运营安全水平要求日益增高。
应用理论不断增多。
同步发电机励磁应用问题基本解决，但是还存在一定的应用局限性，一些限制性因素没有得到解决，这需要科研人员更进一步的完善。
1.同步发电机励磁控制的主要要求同步发电机励磁控制需要具备机组无功功率分配功能、高精度的电压调节功能、保证系统的稳定性，合理调整功率。
保证电力系统的运营功能，包括静态、暂态和动态稳定性。
分析同步发电机励磁控制要素时，需要了解控制器设计所需的多机系统降阶动态等值问题、规律构造以及不可微强非线性和不可微强非线性。
同步发电机励磁控制数据在被研究时，需要了解运行系统中的不确定因素，提升运行的协调效果。
分辨系统中的运行障碍，提升励磁控制器的应用适应性以及抗干扰能力。
另外分析励磁控制器的扰动模式和抗干扰能力，例如闭环系统的鲁棒性以及稳定性。
2.同步?l电机励磁控制的研究现状2.1线性传递函数数学模型的变量设计设计期间需要改善AVR式励磁控制器的应用精度、稳定性以及人工阻尼，弥补应用缺陷漏洞。
控制调节精度和稳定性，分析振荡频率区间、网络模型、线性控制规律和定参数，研究控制规律和控制的适应性。
目前鲁棒和/或自适应设计时同步发电机励磁的研究重点。
2.2鲁棒控制鲁棒励磁控制的主要设计要素需要分析设计的预定参数，分析系统构扰问题，提升系统可用性和稳定性。
这需要研究滑模变结构控制、研究鲁棒控制理论在机组励磁控制设计中的设计要求。
同步发电机励磁控制方法的发展与展望_程启明
电力自动化设备Electric Power Automation EquipmentVol．32No．5May 2012第32卷第5期2012年5月0引言同步发电机励磁控制对提高电力系统稳定性起着重要的作用，因此同步发电机励磁控制一直是学术界关注和研究的热点［1］。
励磁控制的任务从过去简单地维护发电机端电压恒定，到现在的高精度电压调节为主，兼顾抑制振荡，提高电力系统的稳定性（包括静态、动态、暂态稳定）。
励磁系统是由励磁控制部分、同步发电机及检测信息共同组成反馈控制系统，励磁控制部分包括励磁功率单元和励磁调节器，励磁调节器在很大程度上决定了整个励磁系统动、静态特性。
目前励磁控制的研究重点主要在励磁功率单元（即励磁方式或主励磁系统）和励磁调节器的改进。
按照整流方式的不同，励磁方式可以分成直流、交流、静态3类，其中静态自并励静止励磁方式目前被广泛采用。
励磁调节器的发展包括硬件结构更新和控制方法优化，其中硬件结构发展与励磁方式发展有紧密联系，硬件结构可分为模拟式和微机式2类，目前都采用微机式；控制方法优化更为关键，随着控制理论的发展，各种控制方法已被应用于励磁控制设计中，其中一些控制方法在实际电力系统中产生了很好的效益。
本文将全面综述介绍各种励磁控制方法［2-28］以及励磁控制与其他控制间的协调控制，并指出励磁控制的发展方向［29-30］。
1励磁调节器的控制方法发展大容量机组、远距离输电以及快速的静止励磁方式的广泛应用，致使整个电力系统的阻尼特性恶化。
若还是采用常规PID 励磁控制方式，将导致电力系统发生低频振荡。
随着控制理论的发展，一些先进控制方法被引入到励磁控制中，并产生良好的控制效果。
励磁控制方法［2-28］的发展经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量控制及智能控制等几个发展阶段。
1.1线性单变量励磁控制方法20世纪50年代古典控制理论发展到成熟阶段，采用传递函数对控制系统进行数学描述，研究对象为线性定常的单输入-单输出系统，此时发电机多采用直流励磁机励磁方式，出现了按发电机端电压偏差ΔU t 的P 或PID 励磁控制方式［2］。
发电机励磁系统现状问题和发展趋势2
2.3.4.2 低级设计错误
• AVR面板设置与实际不符 • 包括不按十进制表示数值，比例增益Kp未将移 相触发及SCR的增益表示清楚等。 • 无功补偿范围不满足国标要求，新国标要求为： 不小于±15%。 • 电压检测环节测量时间过长 国标要求≤30ms，但个别AVR长达100ms以上 • 未按国标要求，对移相触发环节进行反余弦处 理：简单辩识方法ΔUf/Δcosα=C
1.3.3 最常用的PSS
PSS1
• 用于火电等机组
PSS2
ω0 ωg + Pg0 Pg + 1 1+TrwS T5S 1+T6S T7S + 1+T7S 1+T9S 1+T10S 1 1+T12S
4
+
Ks
Kr 1+TrpS
Tw 1+Tw1S
Tw2s 1+Tw2S
-
+ Kp(1+T1S)(1+T13s)(1+T3S) (1+T2S)(1+T14S)(1+T4S)
PT断线判断时间过长，引起过电压
(2)UEL参数设置不合理 • 现场检查及RTDS仿真性能检测均表明，当 AVR中欠励限制（UEL）环节等效于和 AVR电压控制环串联运行时，UEL控制策 略和参数选择至关重要，AVR电压控制环 采用PI调节，UEL也用PI控制，则UEL中参 数很难选择，配合不当时，会使发电机组 进相运行中发生不稳定的较大扰动。下图 是对机组进行-5%给定电压阶跃响应试验， 反映了AVR中UEL的投退及选择不同参数 的影响
2.3.2 检测内容
自并励静止励磁系统 ET T MCB
CT G
同步电动机励磁系统的技术发展 共24页
5 脉冲插件的工作原理
由同步电源、脉冲发生、脉冲放大、脉冲输出四部分组成。
两组 脉冲输出
脉冲放大 电路
7.同步电动机停机时，从停机开始至5秒钟内，不断开三相全控整流桥交 流电源及触发同步电源，以便同步电动机停机时在转子绕组电感放电的 作用下，三相全控桥工作在“逆变”状态；
8。电网瞬时断电至0.5秒内恢复时，如果同步电动机定子电源不断开，本 装置照常工作。
（二）同步电动机可控硅励磁原理
1. 主电路工作原理 如图3所示，主电路由整流变压器、三相可控整流桥、灭磁 环节组成。三相可控整流桥由六个可控硅元件构成，如图4所 示，改变全控桥上可控硅元件的控制角a，即可得到不同的直 流输出电压，如图6、图7、图8所示的波形，分别为a=0º、 a=60º、a=90º时的整流输出波形和直流输出电压。
同步电动机可控硅励磁工作原理框图
6
380V
整流 变压器
可控硅 整流
灭磁 环节
同步 电动机
触发 脉冲
逆变 环节
投全压 环节
同步电源 变压器
电压 负反馈
移相 给定
信 综合
投励 环节
定子电流
图3
3 同步电动机 可控硅励磁系统 主电路的组成
VT7、VT8、GZ1、Rfd1、Rfd2 组成灭磁环节
同步发电机励磁控制研究
同步发电机励磁控制研究摘要：本文首先对同步发电机励磁控制方法研究进行简单介绍，重点分析目前在同步发电机励磁控制使用过程中存在的问题，在此基础上研究同步发电机励磁控制的发展趋势，希望能够对现阶段同步发电机励磁控制形成全面性的了解，掌握未来的发展趋势，从而为后期的研究工作指明方向，也为更好的实现同步发电机的励磁控制提供参考。
关键词：同步发电机；励磁控制；发展趋势1引言近年来随着经济社会的快速发展，各行业对于电力供应安全稳定性的要求越来越高。
目前在电力供应过程中普遍采用对同步发电机进行励磁控制的方式来提高系统的稳定性。
同步发电机的励磁控制也一直是电力行业关注的热点问题。
经过多年的发展，励磁控制已经从单一的维护电压稳定发展成为实现高精度电压调节、抑制电压振荡、提高电力系统稳定性的高新技术。
随着控制理论的发展和控制方法的优化，越来越多的励磁控制方法在电力供应过程中发挥作用。
因此在现阶段加强对同步发电机励磁控制研究具有重要的现实意义，能够对现阶段的励磁控制方法及未来的发展趋势具有准确的把握。
2同步发电机励磁控制方法研究同步发电机的励磁控制方法主要经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量及智能控制四个阶段的发展。
逐渐从原来单一的维护电压稳定发展成为实现高精度电压调节、抑制电压振荡、提高电力系统稳定性的高新技术。
2.1线性单变量励磁控制方法上世纪中期随着古典控制理论的逐渐成熟，在发电机中开始普遍使用直流励磁机的励磁方式，利用传递函数对发电机的控制系统进行描述，按照发电机的端电压偏差来实现对发电机的励磁控制。
这种方式的控制算法比较简单，物理意义相对明确，在进行励磁控制的时候能够很简单的进行调整，有效抑制故障电压的波动，保持发电机输出电压的稳定性，而且能够对励磁电流的滞后相位和负阻尼转矩进行有效补偿。
但是适用范围比较小，不能适用于非线性、耦合或者结构不定的对象，而且不能兼顾其他变量的调节性能，不能区分区分正负阻尼之间的变化，无法实现对系统低频振荡的抑制。
同步发电机的励磁调节模式
同步发电机的励磁调节模式一、引言同步发电机是发电厂的核心设备之一，其稳定运行对电网的可靠性和稳定性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分，其调节模式对发电机的稳态和动态特性影响深远。
因此，对同步发电机的励磁调节模式进行深入研究，对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
二、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机的励磁系统是通过调节励磁电流来控制发电机的磁通，从而控制发电机的输出电压。
励磁系统通常是由稳压器、励磁电流限制器、励磁电源和励磁绕组等部分组成。
稳压器通过对励磁绕组的励磁电压进行控制，控制发电机的输出电压。
三、同步发电机励磁调节模式的分类同步发电机的励磁调节模式主要包括手动调节、自动调节和自动跟踪调节三种模式。
1.手动调节手动调节模式是指操作人员通过手动调节稳压器的设定值，来控制发电机的输出电压。
这种模式需要操作人员具有一定的经验和技术，并且在实际运行中容易出现误操作，影响发电机的稳定运行。
2.自动调节自动调节模式是通过采用PID控制器控制稳压器，根据发电机的输出电压信号和设定值之间的误差来调节稳压器的设定值，从而实现对发电机输出电压的自动调节。
这种模式能够有效提高发电机的稳态性能，并且可以根据实际需要进行参数优化，提高调节的精度和速度。
3.自动跟踪调节自动跟踪调节模式是在自动调节的基础上，加入了对电网频率和无功功率的跟踪控制。
通过对发电机输出的电压和频率进行跟踪调节，从而实现对电网功率因数的控制，保证发电机在并网运行中能够稳定输出所需要的有功功率和无功功率。
四、同步发电机励磁调节模式的应用实例在实际应用中，不同励磁调节模式会根据具体的运行条件和要求进行选择和应用。
1.在小型发电机组中，一般采用手动调节模式，通过操作人员进行手动调节来控制发电机的输出电压，这种模式操作简单，适用于运行较为稳定的情况。
2.在大型发电厂中，通常采用自动调节模式，通过PID控制器来实现发电机输出电压的自动调节，这种模式能够保证发电机在不同的运行状态下都能够保持稳定的输出电压，并且能够进行参数优化，提高调节的精度和速度。
励磁系统控制关键技术与未来展望
励磁系统控制关键技术与未来展望发布时间：2022-02-16T02:17:06.783Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：姜忠平[导读] 经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了科学技术的进步，全球能源危机以及发展带来的环境问题越来越引起人们的关注，在这种背景下，各国学者提出能源互联架构的设想——能源互联网。
（云南大唐国际李仙江流域水电开发有限公司云南普洱 665000）摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了科学技术的进步，全球能源危机以及发展带来的环境问题越来越引起人们的关注，在这种背景下，各国学者提出能源互联架构的设想——能源互联网。
电能路由器是融合了信息技术与电力电子变换技术的装备，具有能实现新能源的高效利用、电能潮流可控分配、端口的即插即用、电网的故障隔离和容错运行能力的特点，是实现能源互联网的关键设备。
发电机励磁系统控制技术对保证电力系统安全、稳定运行意义重大，本文主要对励磁系统控制关键技术与未来展望做论述，详情如下。
关键词：励磁系统；控制；技术；未来展望引言励磁系统担负着电压控制、无功分配及提高发电机并列运行稳定性等任务，是发电机极其重要的组成部分。
因而，对励磁系统新技术的研究和应用一直是电力行业工作者不变的课题。
随着电力生产行业技术和网络通讯技术的不断发展，励磁系统的技术也在不断革新。
1励磁在线监测信息系统励磁在线监测信息系统有三层结构，包括现地层、应用层以及用户端，主要由现地励磁在线监测装置、通讯装置、数据库服务器、管理服务器、工作站、打印机组成。
现地励磁在线监测装置主要采集励磁系统全部信息，通过通讯装置传输至主干网络，数据库服务器对全部数据进行分类并保存，再由管理服务器对数据进行处理、分析、在线诊断，并将结果远程传输至用户端进行画面展示。
工作站的作用可以在应用层对整个励磁在线监测信息系统进行维护、升级，同时也能进行数据读取、励磁系统信息画面展示、录波文件、报表文件生成及拷贝。
同步发电机自动励磁
调试步骤与注意事项
调试步骤
检查励磁系统的所有设备是否正常，包括励磁机、 整流器、调节器等。
按照励磁系统的设计要求，调整励磁机的输入电 压和电流，观察励磁机的输出是否正常。
调试步骤与注意事项
测试励磁调节器的调节功能，确保其 能够根据输入信号的变化进行相应的 调节。
对励磁系统进行空载和负载试验，检 查系统的稳定性和响应速度。
02
同步发电机自动励磁系统 的组成
励磁功率单元
直流励磁机
作为励磁系统的电源，为发电 机转子提供励磁电流。
交流励磁机
通过整流和逆变，将交流电转 换为直流电，为发电机转子提 供励磁电流。
静止励磁机
采用半导体整流技术，直接将 交流电转换为直流电，为发电 机转子提供励磁电流。
开关励磁机
通过控制开关的通断，实现励 磁电流的调节。
用于调节主励磁绕组的磁场强度，实 现发电机的电压和无功功率的调节。
其他辅助设备
灭磁电阻器
在发电机停机或故障时，用于吸收转子励磁绕组中的能量，保护 励磁系统不受损坏。
电压互感器和电流互感器
用于监测发电机的电压和电流，为励磁调节器提供反馈信号。
断路器和隔离开关
用于控制励磁系统的电源通断和安全隔离。
03
同步发电机自动励磁 系统
目录
• 同步发电机自动励磁系统概述 • 同步发电机自动励磁系统的组成 • 同步发电机自动励磁系统的控制策略
目录
• 同步发电机自动励磁系统的调试与维护 • 同步发电机自动励磁系统的未来发展
01
同步发电机自动励磁系统 概述
定义与工作原理
定义
同步发电机自动励磁系统是用于 控制同步发电机输出电压的装置 ，通过调节励磁电流来改变发电 机的输出电压。
同步发电机励磁控制方法的发展与展望
同步发电机励磁控制方法的发展与展望发表时间：2016-06-15T13:32:41.253Z 来源：《电力设备》2016年第5期作者：卞功名[导读] 励磁控制方式是现今电力工作开展中的重点，通过控制方法的科学把握，对于工作的开展具有十分积极的意义。
（南京国电南瑞科技股份有限公司 211106）摘要：励磁控制方式是现今电力工作开展中的重点，通过控制方法的科学把握，对于工作的开展具有十分积极的意义。
在本文中，将就同步发电机励磁控制方法的发展与展望进行一定的研究。
关键词：同步发电机；励磁控制方法；发展；展望；1 引言在电力系统运行过程中，同步发电机励磁控制具有着十分重要的作用，也正是近年来国际学术研究的一项热点问题。
随着近年来科学技术的发展，励磁控制的任务以及功能从以往对电机电压恒定进行维护的单一功能逐渐转变为电压调节为主、振荡抑制为辅的功能，对于电力系统的稳定运行具有十分积极的意义。
图1 自适应模糊PID励磁控制图2 PSS励磁附加控制模型2 励磁调节器控制方法发展2.1 线性单变量励磁控制在古典控制理论不断研究的情况下，其则能够以数学的方式对传递函数控制进行描述，所研究的对象为单输入-输出系统。
此时，电机一般以直流励磁方式进行应用，并体现出了根据电机端电位偏差的励磁控制方式。
对于该种方式来说，其具有着以下方面的优点：其根据现行函数模型单变量方式的应用，通过根轨迹或者频率方式的应用对控制参数进行确定，具有着意义明确、算法检验以及便于调整等作用，能够在对故障电压波动进行有效抑制的基础上对电机电压的稳定性进行改善。
同时，该种方式也存在着一定的不足，即仅仅适合在单变量定常系统中应用，而对于耦合、时变以经济结构不确定的对象则不能够同时对其转速以及功率等实现良好的兼顾，且超前相位频率也不能够保证同低频振荡频率完全相同，在负阻尼相位补偿方面所具有的功能有限。
为了能够对该种方式的缺点进行克服，近年来也逐渐出现了多种控制同PID相结合的控制方式，如神经PI控制以及自适应PI等，都对其控制性能进行了有效的改善。
同步发电机励磁系统灭磁及过电压保护技术发展方向
电气技术高研班系列培训教材同步发电机励磁系统灭磁及过电压保护技术发展方向第一章引言1．1发展概况灭磁就是在发电机组的内部发生故障时，在转子绝缘允许的情况下，尽快地将发电机转子绕组中励磁电流所产生的磁场减弱到尽可能小的过程。
当发电机组内部发生短路或发电机出口变压器出现短路故障时，灭磁可使发电机的感应电势迅速下降至零，尽可能减少故障造成的损失。
八十年代以前国内由于发电机组容量小，主要是直流励磁机励磁。
随着发电机机组容量的增加，又出现了由直流励磁机带交流励磁机，再加二极管整流给发电机励磁的三机励磁系统。
这两种励磁系统的励磁电源输出电压平稳，电压纹波系数小，调节反应速度慢，强励倍数小，基本上采用灭磁开关串联灭磁。
三机励磁系统的灭磁电路接线简单，灭磁速度较直流励磁机系统的要快，因开关动作次数少，开关本身一些问题未能暴露出来。
到八十年代，发电机单机容量越来越大，三机励磁的缺点越明显，如发电机体积庞大，机轴长，震动大，造价高，顶值倍数低，调节反应速度慢等等。
随着硅元件技术的不断成熟，出现了可控硅静止励磁系统即自并励系统。
该系统具有：功耗小，机轴短，震动小，厂房小，造价低，调节反应速度快，顶值倍数大的优点。
随着发电机单机容量的增加，可控硅快速励磁系统的采用以及励磁功率的加大，耗能型的短弧栅片灭磁系统能力不足，灭磁开关拒动及小电流不能吹弧等问题越来越充分地暴露出来，尤其是上个世纪八十年代初期，曾多次发生DM2灭磁开关烧毁事故，甚至因此而导致发电机定子或转子烧伤的事故。
1983年白山电厂投运的300MW水电机组是当时国内水轮发电机组中单机容量最大，转子时间常数最长，阳极电压最高，采用了可控硅自并励系统的机组。
转子灭磁是用两台DM2-2500型灭磁开关串联灭磁方式。
正常灭磁时，灭磁速度快；而强励、误强励时，灭磁速度慢，每次灭磁，灭磁开关的弧触头、灭弧室烧损严重；逆变时，威胁转子绝缘电压，甚至导致转子绕组绝缘击穿；而由于阳极电压达1300伏，换向尖峰电压可达4200伏，致使励磁系统常常出问题，引起误强励，导致灭磁开关动作次数增加，开关动作次数的增加，使得开关本身的许多问题暴露出来。
同步电动机励磁系统的技术发展共25页文档
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
同步发电机励磁控制研究的现状与走向
1同步发电机励磁控制的研究现状分析随着我国发电机运行系统的不断完善，规模的不断扩大，对于同步发电机励磁控制研究的力度也在不断强化。
由于同步发电机励磁控制涉及到我国汽车系统发展领域核心部件，因而在研究其相关理论与实践的过程中聚集了很多专业的活跃人才，并在长期的研究和探索过程中取得了一定的成果。
尤其随着同步发电机励磁控制多元理论和方法的不断应用，更是对于我国汽车发电机系统及运营规模产生了积极地影响。
但是，在我国同步发电机励磁控制发展过程中还存在着一定的问题，局限着同步发电机励磁控制的有序发展。
首先，由于同步发电机励磁控制是发电机系统的核心，因而要对于同步发电机励磁控制机组的无功功率分配功能和电压调节功能进行研究和优化，以维持系统发电机在汽车运行中供电运营的稳定性。
与此同时，在面向信息技术卓越发展同发电机发展规模的逐步扩大的背景下，对于同步发电机励磁控制安全稳定性方面也进行了接续的深入研究。
截至目前，我国对于同步发电机励磁控制的研究还停留在探索前行阶段，主要通过合分析同步发电机励磁控制要素，对其控制器的多机系统构造进行研究，在对于运行系统中的不确定因素和运行障碍进行分辨的过程中，提升同步发电机励磁控制运行的协调效果和稳定效率。
除此之外，随着近年来发电机系统的大规模联网、市场化运作等多方卓越发展与进步，更是对于汽车领域同步发电机励磁控制系统发展提出了新的要求和挑战，而当前大多数研究者不能很好的意识到同步发电机励磁控制在发展过程中的严峻考验，甚至缺乏对其研究内容的深入了———————————————————————作者简介:崔连峰（1980-），男，黑龙江大庆人，研究生，工程师，研究方向为发电机组故障诊断及优化。
状态不断的变化，然后把这一数据传送给脉冲跟踪装置进行数据比对，从而判断自动分拣机托盘上是否还有行李待分拣。
当相互数据对比超过5分钟没有检查到有行李状态变化时，脉冲跟踪装置比对数据做出判断，认为自动分拣机暂时没有行李，可以进入节能停机模式，需要说明的是分拣机判断是否达到节能条件必须在所有导入线系统都已经节能的条件下，否则系统会判断条件不成立。
发电机励磁系统现状问题和发展趋势2
发电机励磁系统现状、问题和发展趋势1、发电机励磁系统国内现状1.1管理方面的要求1.2有关的标准及参考资料1.3励磁系统的种类及应用2、国内发电机励磁系统存在的问题2.1体制管理方面的问题2.2设备方面的问题2.3由AVR入网检测发现的问题3、发电机励磁系统发展趋势3.1容量大可靠性高3.2现场调试和维护趋向简单化3.3与电网的联系更加紧密*1、发电机励磁系统国内现状1.1 管理方面的要求管理方面的要求主要指管理层方面的要求， 目前就电力市场而言对于励磁系 统主要有以下几方面的检查 （1） 并网安全性评价（2） 发电厂安全性评价（3） 发电厂安全性风险评估（4） 技术监督（5） 安全检查按管理部门划分，上述检查中负责组织和管理的单位又有如下区别： （1） 基层电机学会组织（主要由在职员工和有经验的退休专家组成） （2） 网局级查评（3） 国网公司级查评（4） 中电联组织的查评（5） 各大电力公司组织的查评（6） 中国电监会组织的查评1.2有关的标准及参考资料 面对如此之多的检查和如此之多的行政管理部门， 电厂应该如何应对？答案只有一个：抓住根本，修炼内功，以不变应万变。
何为根本：标准1.2.1 基本国标及行标（1）GB/T 7409.1-2008 同步电机励磁系统定义（2）GB/T 7409.2-2008 同步电机励磁系统电力系统研究用模型 （3）GB/T 7409.3-2007 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求（4）DL/T 650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 （5）DL/T 843-2003 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 （6）DL/T 583-2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件（7）DL/T 491-2008 大中型水轮发电机自并励励磁系统及装置运行和检修规程（8）DL/T 1049-2007 发电机励磁系统技术监督规程其中（ 4）（5）两个标准将合二为一，并进行修改后重新出版1.2.2可参考的标准（1）GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程（2）DL490-1992大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的安装、验收规程（3）DL/T 1040-2007 电网运行准则（4）DL/T 1013-2006 大中型水轮发电机微机励磁调节器试验与调整导则 （5）DL/T 684-2006 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 （6）DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程（7）DL/T 489-2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程（8）Q/GDW 142-2006同步发电机励磁系统建模导则1.2.3 可参考的技术书籍（1）《发电机励磁系统试验》竺士章主编（ 2）《电力系统稳定性及发电机励磁控制》刘取著（ 3）《同步发电机半导体励磁原理及应用》樊峻 陈忠 涂光瑜编 （ 4）《电力系统稳定器的原理及其应用》方思立 朱方（ 5）《现代同步发电机整流器励磁系统》 李基成（6）《现代同步发电机励磁系统设计及应用》李基成编著1.3 励磁系统的种类及应用1.3.1 励磁系统的种类据不完全统计在华北地区百余个电站，近 470 台发电机组中（京津唐 126 台、河北 60台、山西 128台、蒙西 154台），共有 AVR15个序列， 23个品种（原 38 种，包括模拟式 AVR ），最常见的励磁系统形式为以下四种： 最常用的发电机励磁系统结构简化图1.3.2 最常用的 AVR ：自励恒压AVR永磁机供电的旋转整流器无刷励磁系统经数学化简后仅有 2 种（1）串联校正ω（ s） =Kp［（1+T1s）/（Kv+T2s）］*［（1+T3s）/（1+T4s）（2）并联校正ω（s）=Kp［（1+1/（1+Tis）+K D S/（1+Trs）］另外对于励磁机励磁系统还有：励磁电压（励磁机励磁电流）软负反馈单元：Kf Tf s /（1+ Tf s ）= Kf ［1-1/（1+ Tf s）］及硬反馈单元1.3.3最常用的PSS（1）PSS1用于火电等机组（2）PSS2用于水电和需要调峰的机组2、国内发电机励磁系统存在的问题2.1体制管理方面的问题（1）虽有标委会、中电联、电监会、各级电科院及各种检查，但总体没人管，没有总体规划、部署及短期、长期发展目标和管理策略。
同步发电机励磁系统的智能控制方法研究
同步发电机励磁系统的智能控制方法研究
同步发电机励磁系统的智能控制方法研究主要涉及利用人工智能技术优化励磁系统控制策略，提高发电机励磁效率和稳定性。
下面是一些可能的研究方法和技术：
1. 基于神经网络的励磁系统控制方法：利用神经网络模型对励磁系统的输入和输出进行训练，使其能够根据输入的变量，如负荷变化、电网频率等，自动调整励磁系统的参数，实现自动化的控制。
2. 基于遗传算法的励磁系统参数优化：利用遗传算法在参数空间中搜索最优的励磁系统参数配置，以实现最高的励磁效率和稳定性。
通过不断迭代优化参数配置，达到最优控制效果。
3. 模糊控制方法：将模糊控制方法应用于励磁系统控制中，根据模糊规则和输入变量，调整励磁系统的参数，实现自适应控制。
模糊控制可以对输入变量的模糊性进行处理，使励磁系统能够应对复杂的工况和变化。
4. 强化学习方法：利用强化学习算法，如Q-learning、深度强
化学习等，让励磁系统根据电力系统的运行状态和目标，通过与环境的交互学习最优的控制策略。
强化学习方法适用于存在较多未知变量和复杂规律的励磁系统控制问题。
以上是一些可能的智能控制方法研究方向，具体的方法选择和研究内容可根据实际情况和需求进行调整和扩展。
同步发电机励磁控制研究的现状与走向
ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2001年第41卷第4 5期2001,V o l .41,N o .4 534 591422146同步发电机励磁控制研究的现状与走向韩英铎, 谢小荣, 崔文进(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)收稿日期:2000212219基金项目:国家自然科学基金资助项目(59877011)作者简介:韩英铎(19382),男(汉),辽宁,教授。
摘 要:同步发电机励磁控制是电力系统最经济和有效的控制手段之一,是一个非常活跃的研究领域。
为促进励磁控制理论研究和工程应用的进一步开展,并最终提高现代大型电力系统的安全稳定性和运行质量,论文阐明了这一研究领域的核心问题所在,比较全面地概括了其发展历史与现状,试图在一些主要问题上与众多研究者取得共识,并提出了进一步研究工作应该面对的重点课题。
电力系统发电机励磁控制理论与方法的不断进步,有赖于广大科研工作者和工程人员本着实事求是的科学态度,走出误区,脚踏实地解决理论和实际问题。
关键词:励磁控制;同步发电机;电力系统;稳定控制中图分类号:TM 761文章编号:100020054(2001)0520142205文献标识码:ASta tus quo and future trend i nresearch on synchronous genera torexc ita tion con trolHAN Yingduo ,XI E Xia o rong ,CU IW e njin(D epart men t of Electr ical Engi neer i ng ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na )Abstract : Excitati on contro l of synch ronous generato r is one of the mo st econom ic and effective contro l m easures in pow er system s .R esearch in th is field has been very active fo r a long ti m e and w ill continue to be attractive in the future .To advance the theo retic study and engineering app licati on of excitati on contro l,and in the long run to i m p rove the security,stability and quality of today’s large 2scale pow er system s,this paper deals w ith vari ous issues on the top ic of generato r excitati on contro l .F irstly,som e key p roblem s concerning th is top ic are clarified .A n overview is then given fo r the h isto ry and status quo of designing excitati on contro l .T he autho rs also try to establish som e general conclusi ons on several basic p roblem s and bring fo r w ard a few hard nuts deserving researchers’further effo rts .P ro spective p rogress in the research of generato r excitati on contro l depends on the fact that researchers and engineers in th is area take a p ractical and realistic attitude in so lving bo th theo retic and p ractical p roblem s .Key words : excitati on contro l;synchronous generato r;pow ersystem;stability contro l 大型同步发电机励磁控制研究长期以来是一个非常活跃的领域,成为各种控制理论和方法的“试金石”,经过多年的探索,在理论和实践上,都已取得了丰硕的成果;而在目前和将来,随着电网规模的不断扩大及其对安全稳定性水平要求的提高,以及控制理论的推陈出新,这一领域的研究将继续深入发展。
发电机励磁系统的发展状况
受控性质：版本号：发放编号：持有者：审核：批准：SAVR-2000微机励磁系统培训教材（第二稿）2006年月日发布2006年月日实施国家电力公司电力自动化研究院南京南瑞集团公司目录第一章发电机励磁系统的发展及现状••••••••••••••••••1 §1-1 励磁主回路的发展动态••••••••••••••••••••••••••••1 §1-2 励磁调节器发展动态•••••••••••••••••••••••••••••4 §1-3 国外励磁发展动态•••••••••••••••••••••••••••••••11第二章励磁控制系统••••••••••••••••••••••••••••••23 §2-1励磁控制系统的主要任务••••••••••••••••••••••••••23 §2-2励磁控制系统的调节和控制算法•••••••••••••••••••••••28第三章励磁系统分类与配置•••••••••••••••••••••••••36 §3-1 发电机励磁系统的分类••••••••••••••••••••••••••••36？§3-2 主要励磁系统配置•••••••••••••••••••••••••••••••43第四章微机励磁调节器••••••••••••••••••••••••••••51 §4-1 概述•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••51 §4-2 励磁调节器的作用和对调节性能的要求••••••••••••••••52 §4-3 励磁调节器的分类•••••••••••••••••••••••••••••••53 §4-4 励磁调节器的工作原理•••••••••••••••••••••••••••••53 §4-5 励磁调节器的硬件组成••••••••••••••••••••••••••••55 §4-6 励磁调节器的软件系统••••••••••••••••••••••••••••62 §4-7 EMC电磁兼容••••••••••••••••••••••••••••••••••87 §4-8 单片机DSP简介••••••••••••••••••••••••••••••••••92第五章可控硅整流装置••••••••••••••••••••••••••••99 §5-1 概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••99 §5-2 可控硅的主要参数•••••••••••••••••••••••••••••••99 §5-3 整流电路的原理及分析••••••••••••••••••••••••••••104 §5-4 异常情况下的波形分析••••••••••••••••••••••••••••118 §5-5 半导体励磁系统的保护•••••••••••••••••••••••••••124第六章灭磁与过电压••••••••••••••••••••••••••134 §6-1 灭磁方式的发展过程••••••••••••••••••••••••••••134 §6-2灭磁系统设计原则•••••••••••••••••••••••••••••••137 §6-3 灭磁系统用部件介绍••••••••••••••••••••••••••••138 §6-4励磁系统的灭磁配置••••••••••••••••••••••••••••140 §6-5 励磁系统的过电压及其抑制•••••••••••••••••••••••••141 §6-6 轴电压及其抑制••••••••••••••••••••••••••••••142第七章电力系统稳定器•••••••••••••••••••••••••••144 §7-1 低频振荡原理•••••••••••••••••••••••••••••••••144 §7-2 PSS作用原理••••••••••••••••••••••••••••••••145§7-3 PSS实现的方法••••••••••••••••••••••••••••••••146 §7-4 PSS投入试验••••••••••••••••••••••••••••••••147 §7-5 我公司PSS应用业绩•••••••••••••••••••••••••••148 §7-6 部分试验波形•••••••••••••••••••••••••••••••••150第一章发电机励磁系统的发展及现状§1-1 励磁主回路的发展动态在上世纪60年代以前，同步发电机基本上都是采用同轴直流励磁机的励磁方式，由于当时发电机单机容量不大，输电线路不长，因此基本上能满足当时的要求，但直流励磁机维护困难，炭刷易产生火花，换向器易于磨损，随着发电机单机容量的增大，励磁容量也相应增大，当汽轮发电机单机容量达10万千瓦，励磁机容量已近500千瓦，而同轴的转速为每分钟3000转的直流电机，受限于换向的极限容量仅为500千瓦。
永磁同步电机控制策略综述和展望
永磁同步电机控制策略综述和展望摘要：随着近年来科技的飞速发展，各领域对电机的控制性能要求也越来越高，其中永磁同步电机因其构造简单、质量体积较小、效率高和较好的鲁棒性能而快速发展，同时由于近年来稀土材料大量运用于永磁体的研究，永磁同步电机的永磁体效能也明显提高。
永磁体在经过充磁后可以形成恒定的磁场，具有良好的励磁特性，并且永磁体比电励磁质量更轻、稳定性更强、损耗更低。
尤其是近年来电力电子技术的发展，更是让永磁同步电机的控制得到飞速发展。
永磁同步电机的控制已成为近年来电机领域的研究重点。
下面，文章就永磁同步电机控制策略综述和展望进行论述。
关键词：永磁同步电机；控制策略；未来展望引言永磁同步电机作为交流伺服系统的重要组成部分，由于其具有体积小、重量轻、效率高等一系列优点，在农业机械、航空航天等领域应用广泛。
随着新型高效永磁材料的不断发现，电励磁装置逐渐被永磁体励磁所取代，节约了成本，使永磁同步电机获得了快速的发展。
永磁同步电机作为一种强耦合、多变量的复杂系统，在控制过程中需要先进的控制算法进行简化处理，现阶段随着永磁同步电机的快速发展，已建立出一套适用性较高的数学模型，因此研究先进的控制算法显得尤为重要。
1永磁同步电机工作原理电动机的工作原理是基于定子绕组中的电流和转子磁场之间的相互作用。
如图1 所示，当电机转子产生的永磁体直流磁场为d轴静磁场时，空间中没有旋转磁场。
当三相定子绕组通直流电时，会产生相应的直流磁场。
在合理控制各相绕组电流强度的前提下，两个直流磁场就像磁铁一样，产生相互作用力。
由于定子绕组不能移动，转子磁场受到旋转力的影响。
图1 定子磁场与转子磁场作用示意图磁场相对位置的变化会导致两者间的作用力变化并且不会保持恒定，通常在定子绕组中放置正弦点，形成等效的旋转磁铁。
2永磁同步电机控制策略综述以及展望2.1矢量控制矢量控制也称为磁场定向控制。
由于在永磁同步电机输入交流电时会在电机内部产生电磁转矩和耦合磁场，这会影响电机的运行并给永磁同步电机的控制带来新的问题。
同步发电机励磁控制方式发展综述
2005年第20卷第1期 电 力 学 报 Vol.20No.12005 (总第70期) JO URNAL OF ELECTRIC POWER (Sum.70)文章编号: 1005-6548(2005)01-0026-04同步发电机励磁控制方式发展综述李家坤(长江工程职业技术学院,湖北赤壁 437302)Summary of the Development of SynchronizationG enerator Excitation Control MannersLI Jia-kun(Changjiang Engineering Vocational Couege,Chibi 437302,China)摘 要: 综述了同步发电机励磁控制方式的发展过程,指出了几种控制方式的优、缺点,展望了今后的发展方向。
关键词: 电力系统稳定性;同步发电机;励磁控制中图分类号: TM761+.11 文献标识码: AA bstract: The development process of sy nchro niza-tion generator excitation control manner is Summari-zed,the adv antages and disadvantages of some contr-ol m anners are analy zed,and the develop trend is prospected.Key Words: power sy stem stability;sy nchro niza-tion generator;excitation control由于电力系统运行稳定性的破坏事故,会造成大面积停电,使国民经济遭受重大损失,给人民生活带来重大影响,因此,改善与提高电力系统运行的稳定性意义重大。
早在20世纪40年代,有电力系统专家就强调指出了同步发电机励磁的调节对提高电力系统稳定性的重要作用,随后这方面的研究工作一直受到重视。
发电机励磁技术应用及展望交流研讨会
发电机励磁技术应用及展望交流研讨会会议报道为适应大电网发展新形势对发电机励磁系统的要求，进一步提高励磁系统的安全性和可靠性，发挥其对电网稳定性作用，总结励磁技术应用现状，推广最新发电机励磁系统技术研究成果，分析机组和电网故障典型案例，解决励磁系统设计、制造和运行难题，共同探讨励磁技术未来发展趋势，推动电力系统自动化向更高水平发展，中国电力科技网2014年3月27-28日在山东理工大学国际学术交流中心召开“发电机励磁技术应用及展望交流研讨会”，邀请20位专家和技术主管发表演讲。
中国电力科技网杨伟副处长主持会议以下是交流者及单位和交流课题：濮钧——中国电力科学研究院系统所副主任/教授级高级工程师，交流课题“国内外停电事故对励磁系统技术要求的启示”：通过分析2003年美加、2011年巴西、2012年印度大停电多起事故，得出电网大面积停电事故都与励磁系统息息相关，如果当时电厂励磁系统能够正确发挥网源协调电压支撑作用，那么这些停电事故可以在其蔓延转折关头得到遏制，甚至可以避免。
这些国外付出重大代价才得到的教训，值得我们认真研究借鉴。
当电网发生大故障时，如果发电厂设备自身没有短路或其它硬故障，那么发电厂一次设备、控制系统和继电保护之间应具备协调机制，抵御外部扰动：既要充分发挥电压支撑作用，防止过早切除电厂设备，避免电网和电厂产生不必要的损失；又要防止支撑过度，避免电厂设备损伤。
陈新琪——浙江省电力公司首席专家，交流课题“电力系统电压调节器原理及应用研究”：随着大功率交流输电通道和多馈入直流输电的出现，充足的动态无功储备对于保持受端电网电压稳定性及动态无功支撑越来越重要。
课题基于电力系统电压调节器（PSVR）控制原理，分析了PSVR对发电机升压变压器阻抗的补偿作用，提出了PSVR与调差、AVC的配合关系，提出了一套切实可行PSVR参数整定和投入退出方法，试验表明：PSVR能提高发电机无功响应速度，暂态电压恢复更快，尤其在系统故障情况下，PSVR能充分利用发电机潜在无功容量，提高机组对电力系统动态无功支撑力度。
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能控制可分为模糊、神经网络、支持向量机、专家、学习、遗传、模糊神经等励磁控制。 全面地概括了励磁控制
方法的发展历史与现状，并按控制理论发展规律对这些方法进行分类，分析这些方法的原理及优缺点，说明
励磁控制与其他控制之间的协调方式，指出存在的主要问题及今后的发展方向。
关键词： 励磁控制； 同步发电机； 电力系统； 稳定性
励磁系统是由励磁控制部分、同步发电机及检测 信息共同组成反馈控制系统，励磁控制部分包括励 磁功率单元和励磁调节器，励磁调节器在很大程度 上决定了整个励磁系统动、静态特性。 目前励磁控制 的研究重点主要在励磁功率单元（即励磁方式或主 励磁系统）和励磁调节器的改进。 按照整流方式的不 同，励磁方式可以分成直流、交流、静态 3 类，其中静 态自并励静止励磁方式目前被广泛采用。 励磁调节 器的发展包括硬件结构更新和控制方法优化，其中硬 件结构发展与励磁方式发展有紧密联系，硬件结构 可分为模拟式和微机式 2 类，目前都采用微机式；控 制方法优化更为关键，随着控制理论的发展，各种控 制方法已被应用于励磁控制设计中，其中一些控制 方法在实际电力系统中产生了很好的效益。 本文将 全面综述介绍各种励磁控制方法 ［2-28］以及励 磁 控 制 与其他控制间的协调控制，并指出励磁控制的发展 方向 。 ［29-30］
中图分类号： TM 761；TP 13
文献标识码： A
文章编号： 06 － 6047（2012）05 － 0108 － 10
0 引言
同步发电机励磁控制对提高电力系统稳定性起 着重要的作用，因此同步发电机励磁控制一直是学术 界关注和研究的热点［1］。 励磁控制的任务从过去简 单地维护发电机端电压恒定，到现在的高精度电压调 节为主，兼顾抑制振荡，提高电力系统的稳定性（包 括静态、动态、暂态稳定）。
强力式励磁控制方法于 1958 年由前苏联提出［3］， 利用与功率有关的多个参量进行综合控制以阻止低
频功率振荡和提高电力系统稳定性，它的反馈信号 除机端电压偏差 ΔUt 及其一次微分、二次微分外，还 包 括 频 率 f、发 电 机 定 子 电 流 is 的 偏 差 及 其 一 次 微 分、二次微分等其他物理量。 该方法仍采用古典控制 理论整定励磁调节器参数，但采用“双变量 D 域划 分”方法确定参数的共同稳定域，这种多参数整定方 法需要在变量的各种组合下多次画出，再从中找出 共同稳定域。
20 世 纪 50 年 代 古 典 控 制 理 论 发 展 到 成 熟 阶 段，采用传递函数对控制系统进行数学描述，研究对 象为线性定常的单输入 - 单输出系统，此时发电机多 采用直流励磁机励磁方式，出现了按发电机端电压 偏差 ΔUt 的 P 或 PID 励磁控制方式［2］。
此法优点：基于线性传递函数模型的单变量方 法，运用频率法或根轨迹法确定控制参数，算法简单 可靠，物理意义明确，调整方便，应用经验丰富，可抑 制故障后的电压波动，改善发电机电压的稳定性；通 过向励磁系统提供超前相位输出会在一定程度上补
上面几种控制方法都是基于传递函数的古典控
制理论，很难满足多变量、非线性的电力系统的控制 要求。 最优控制由 Bellman R E 等在 1957 年提出，
它是在满足一定约束条件下，寻求最优控制策略，使 得系统的性能指标达到极值。 20 世纪 70 年代初余 耀南等提出了线性最优励磁控制 LOEC（Linear Optimal Excitation Control）方法［5］，80 年代卢强等完善 了 LOEC 的理论体系，并研制出了模拟式 LOEC 装置。 LOEC 是将发电机的多个输出量偏差按最优反馈系 数叠加而形成控制量，状态变量和反馈变量都选为 ΔUt、转速偏差 Δω 和电磁功率偏差 ΔPe，反馈增益系 数可由发电机某运行点的线性化状态方程及二次型
此 法 优 点 ：PSS 环 节 可 使 原 来 PID 控 制 系 统 传 递函数的主导极点左移，对低频振荡具有很好的抑 制作用，改善了电力系统阻尼特性和小干扰稳定性。 PID+PSS 励磁控制方式至今仍被广泛采用。 此法缺 点：PSS 的参数要通过实验方法整定，工作量大；PSS 是针对特定网络模型和低频振荡空间设计的，当参 数整定后与实际振荡频率偏离较大时，控制效果就 会减弱，甚至起到反作用，鲁棒性和适应性较差；它 是一种附加单变量的励磁方式，即使系统受到小干扰 且参数设计得当，仍然不能得到最佳控制效果，只能 得到较好的结果；在多机系统中，各机组上的 PSS 相 互影响，且多机系统有多种低频振荡模式，各模式都 与一定的系统结构和运行方式相对应，存在着 PSS 安 装地点选择和 PSS 之间不能协调的问题。 1.2.3 线性最优励磁控制方法
电力自动化设备
第 32 卷
动输入至评价信号的传递函数矩阵的 H∞ 范数作为 性能指标，由 H∞ 范数最小来设计出反馈控制器，使 闭环系统稳定，且干扰对系统的影响最小；L2 增益控 制由 Schaft A J 等于 1992 年提出［7］，它把干扰对系 统的影响用干扰量与评价信号间的 L2 增益来描述， 如果控制系统的 L2 增益满足指定的要求，就可抑制 干扰；μ 分析方法由 Doyle J C 于 1982 年提出［8］，它将 一个具有回路多点独立的有界范数摄动化为一块对
电力系统是典型的不确定性系统，从控制理论的 角度看，鲁棒控制 RC（Robust Control）是解决不确定 性系统控制的有效方法。 鲁棒控制是把系统的不确 定性视为某种扰动集合，然后对扰动集合给予适当 的数学描述并作为约束条件，和原有系统约束条件 一起形成优化问题进行求解得到的控制规律，在不 确定性因素出现时，使系统性能仍保持最优。 它包括 H∞ 控制［6］、L2 增益控制［7］、 μ 分析控制［8］等几类方法， 其 中 H∞ 控 制 由 Zames G 于 1981 年 提 出 ［6］，它 以 扰
展 阶 段 ，其 中 线 性 多 变 量 控 制 可 分 为 强 力 式 、PID+PSS、 线 性 最 优 等 励 磁 控 制 方 法 ； 非 线 性 多 变 量 控 制 可 分 为
鲁 棒 、 变 结 构 、 自 适 应 、 内 模 、 预 测 、 灰 色 、 自 抗 扰 、Lyapunov、 反 步 、 无 源 、Hamilton、 反 馈 线 性 化 等 励 磁 控 制 ； 智
第 32 卷第 5 期 2012 年 5 月
电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol．32 No．5 May 2012
同步发电机励磁控制方法的发展与展望
程启明，程尹曼，薛 阳，胡晓青 （上海电力学院 电力与自动化工程学院，上海 200090）
摘要： 励磁控制方法的发展经历了线性单变量控制、线性多变量控制、非线性多变量控制及智能控制几个发
上述控制方法难以有效改善电力系统的阻尼特
性和稳定水平，尤其在采用快速励磁方式时会出现负
第5期
程启明，等：同步发电机励磁控制方法的发展与展望
阻尼，使电力系统特性恶化而发生低频振荡。 为了改 善调节精度和稳定性间的矛盾以及提供人工阻尼的不 足，线性多变量励磁控制方法 便 ［3-5］ 逐步发展起来。 1.2.1 强力式励磁控制方法
PID+PSS 励 磁 控 制 方 法 是 1969 年 由 Demello F P 等 提 出 的 电 力 系 统 稳 定 器 PSS （Power System Stabilizer） 辅 助 励 磁 控 制 策 略 ， 这 样 励 磁 控 制 由 单 输 入控制系统发展为双输入控制系统，从而形成了 PID+ PSS 结 构 ［4］的 励 磁 控 制 方 法 。 该 方 法 除 了 保 留 PID 调 节外，还增加了以发电机转速偏差 Δω、功率偏差 ΔPe、频率偏差 Δf 或这些变量 的 组 合 作 为 输 入 信 号 的二阶相位超前校正环节，以补偿励磁系统本身引起 的相位滞后，提供正阻尼，抑制了低频振荡。
此法优点：较大的电压偏差放大倍数可使电压偏 差减小，且其他参量的一次或二次微分可抑制系统 的低频振荡，有效地提高了系统的小干扰稳定性，增 大了系统稳定功率极限。 此法缺点：当系统结构参数 变化时，整定参数比较复杂，参数整定在很大程度上 依赖调试人员的经验；虽然曾经成为研究热点，但控 制效果不理想，仅在前苏联有应用，未能在国际上推 广应用。 1.2.2 PID+PSS 励磁控制方法
化，此时控制性能就会变差，其鲁棒性和适应性较 差；仅针对单机无穷大系统，多机系统中只能获取有 限的状态变量，不能保证最优和全局稳定，得不到分 散的最优控制规律；没有确定电压调节通道的主导 地位，仅用权系数平衡考虑多因素，虽能满足动态稳 定要求，但电压反馈增益不够高，可能难以满足电 压调节要求。 针对其缺点，提出的积分型 LOEC 改进 了稳态电压调节精度，但附加积分环节会导致削弱 阻尼和存在积分饱和的问题；此外，还出现了对反馈 增益进行在线整定的自适应最优励磁控制方法。 1.3 非线性多变量励磁控制方法
1 励磁调节器的控制方法发展
大容量机组、远距离输电以及快速的静止励磁方
收稿日期：2011 - 03 - 23；修回日期：2012 - 03 - 01 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （61040013）； 上 海 市 教 委 重 点 学 科 建 设 项 目 （J51301） Project supported by the National Natural Science Foundation of China （61040013 ） and Leading Academic Discipline Project of Shanghai Municipal Education Commission（J51301）
上面的线性励磁控制方式是依据电力系统某一
特定状态下近似线性化的数学模型，而电力系统是 典型的非线性、时变性、大维数动态系统，因此，当电 力系统受大干扰使实际的状态点偏离所选的平衡点