同步发电机励磁系统模型辨识

摘要

同步发电机的励磁系统与发电机及电力系统的电压稳定控制密切相关。励磁系统在提高同步发电机和电力系统的运行稳定，改善系统的动态品质方面起着非常重要的作用;因此知道同步发电机励磁系统的详细数学模型对于电网稳定分析计算是非常有必要的。目前虽然大部分的仿真软件中都有励磁系统的模型库，但是由这些模型库中的模型参数大都根据出厂时各个元件的初始元件参数组合或者经验得到，而且很多情况下没有考虑各个元件之间的相互影响，这样就对运算及仿真的结果造成一定的影响，根据以上情况，本文专门针对同步发电机的励磁系统设计了一套模型辨识装置进行参数辨识，以确定励磁系统模型的真实参数。
　　整套辨识装置包括数据采集和上位机参数辨识两部分。励磁系统参数辨识的第一步就是需要通过数据采集装置对实际系统有关信号进行多通道的同步采集，考虑到同步发电机励磁系统的特点和复杂性，本文所用的数据采集装置以C8051F410单片机和AD7606为核心芯片，能够实现多通道的同步采样，并能将采集到的数据存储到大容量的U盘中，从而实现脱机采集。
　　同步发电机励磁系统模型辨识的核心环节就是通过上位机辨识软件进行参数辨识，上位机辨识软件是通过MATLAB和VB的相互调用实现的。其中辨识软件的核心辨识算法是通过MATLAB编写的遗传算法，辨识软件中的采样命令设置和通道分拣转换是通过VB编写的，辨识软件中的数据预处理和参数辨识及校验是通过VB调用MATLAB中的函数及程序实现的，整个上位机辨识软件界面方便直观，通用性强。
　　该模型用由运算放大器及阻容元件构成的典型环节组合而成。以其为对象的辨识结果，表明辨识装置具备了同步发电机励磁系统模型辨识的基本功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 辨识算法

1．2．2 数据采集

1．3 论文的主要工作

2 参数辨识的方法

2．1 系统辨识的理论基础

2．1．1 辨识的定义与原理

2．1．2 辨识的方法分类

2．2 系统辨识过程

2．2．1 辨识试验的设计

2．2．2 辨识模型和算法的选定

2．2．3 模型的参数辨识

2．2．4 辨识模型的校验

2．3 遗传算法

2．3．1 遗传算法的原理

2．3．2 遗传算法的流程

2．4 本章小结

3 数据采集装置

3．1 数据采集装置的方案选择

3．2 数据采集装置的硬件电路

3．2．1 芯片的选型

3．2．2 数据采集装置的硬件连接

3．2．3 数据采集装置的技术参数

3．3 数据采集装置的程序设计

3．3．1 A／D转换过程

3．3．2 采样数据的串行读取过程

3．4 本章小结

4 上位机辨识软件

4．1 MATLAB和Visual Basic的相互调用

4．1．1 在VB中创建ActiveX对象

4．1．2 ActiveX控件调用MATLAB的实现

4．2 应用遗传算法进行励磁系统参数辨识的程序实现

4．3 上位机参数辨识软件模块

4．3．1 数据采集命令的设置

4．3．2 数据的处理

4．3．3 应用遗传算法的参数辨识及模型校验

4．4 本章小结

5 励磁系统模型的参数辨识试验

5．1 试验总体设计结构

5．2 试验过程

5．2．1 励磁系统的解析法进行建模

5．2．2 模型电路的搭建

5．2．3 模型参数辨识及校验

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果