大型火力发电机组线性最优励磁控制方法的研究

摘要

本文研究了一种实用性非常高的线性最优励磁控制方式,着重从数学建模、权矩阵系数选取以及实际仿真验算三方面进行研究,研究结论表明线性最优励磁系统较目前普遍使用的传统 PID+PSS 控制方式,无论在改善励磁系统本身的动态品质,还是在提高电力系统的暂态、动态、静态稳定水平方面,都具有显著的优点,对目前电网内大容量机组励磁系统改造方案具有重要的实用价值.本文以哈三电厂 600MW 机组实际系统为算例,从发电机基本方程出发,经线性化处理后,得出实际系统的状态方程,通过求解方程,求出最优反馈增益矩阵,最后推导出U=△E<,f>=-k<,p>△P<,e>-k<,ω>△ω-k<,v>△V<,t>的最优控制规律.在实际使用中,性能指标中的权矩阵Q和R的选取是一个重要问题,本文通过R=1与不同Q矩阵几种组合,经过大量仿真计算,筛选出在满足设计点最优控制情况下,可以较好地适应非设计点运行方式下控制性能需要的一组Q矩阵数据,并得出了系统阻尼系数D的误差对最优增益向量K值影响不明显的结论.为了验证所设计线性最优励磁控制系统的实际使用效果,本文结合黑龙江电网内实际存在的稳定问题,通过仿真计算研究,发现线性最优励磁控制方式可以很好地解决哈三电厂两台600MW机组不能满发这一问题;另外还可以解决黑龙江电网内东部网外送能力偏低的问题,可将目前东部网外送稳定极限由1500MW提高到1800MW以上.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2电力系统安全稳定问题

1.3采用快速励磁系统提高发动机组稳定水平的重要性

1.3.1励磁调节对静态稳定的影响

1.3.2励磁调节对动态稳定的影响

1.3.3励磁调节对暂态稳定的影响

1.4励磁控制方式的发展与分类

1.5本文研究的订要内容

第2章线性最优励磁控制系统设计的基本方法

2.1引言

2.2同维输出量反馈的线性最优控制系统设计的基本原理

2.3线性最优励磁控制系统的设计思路

2.3.1与无穷大系统并列运行的同步发电机的基本方程

2.3.2全状态及同维输出量反馈最优励磁控制系统的设计

2.3.3并入无穷大系统单机最优励磁系统的设计

2.4几个问题的讨论

2.5本章小结

第3章线性最优励磁控制在黑龙江电网中的应用研究

3.1引言

3.2黑龙江电网运行情况概述

3.3黑龙江省大容量火电机组励磁系统及PSS传递函数

3.4线性最优励磁系统中反馈增益系数的选取

3.5线性最优励磁控制与传统励磁控制抑制扰动能力对比

3.6采用线性最优励磁控制对提高小干扰稳定水平的研究

3.7采用线性最优励磁控制对提高电网静态稳定水平的研究

3.8采用线性最优励磁控制对提高电网暂态稳定水平的研究

3.8.1黑龙江东部电网计算分析

3.8.2哈三厂功率送出问题

3.8.3黑龙江西部网稳定计算分析

3.9本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历