脉冲控制在同步发电机励磁系统中的应用

摘要

同步发电机励磁控制是保证电力系统稳定运行和改善电力系统动态品质的一项基本措施。励磁控制系统性能的优劣和可靠性的高低，直接决定和影响同步发电机在电力系统中所发挥的作用。尤其可靠性是衡量励磁系统质量的重要指标之一。　　目前，同步发电机励磁控制方法有很多，如PID励磁控制方法，非线性励磁控制方法，变结构控制方法等。而将脉冲控制理论应用到同步电机励磁系统中的文献却很少，本文将在这方面作出研究工作。　　当一个用常微分方程描述的系统受到脉冲扰动时，扰动后系统的状态不是随时间而连续变化的，而是呈现一种瞬动性态。脉冲微分系统模型恰好为这类现象的研究提供了有利的工具。本文详细论述脉冲控制方法，明确脉冲系统稳定性的定义及稳定标准。从脉冲系统的运动轨迹出发，刻画了脉冲控制系统不同于连续的以及离散的控制系统的独特特征，论述了脉冲系统比较原理的主要结论。　　电力系统在运行时脉冲瞬间普遍存在，而同步发电机是电力系统的主要组成元件,因此本文以单机无穷大系统作为研究对象，建立其数学模型，按照脉冲控制理论的思想设计出脉冲励磁控制器，并给出了设计方法和步骤。　　最后，本文在MATLAB的SimPowerSystem工具箱中建立单机无穷大系统的仿真模型，对于文章中所提到的三种励磁控制器(AVR励磁控制器、AVR+PSS励磁控制器及脉冲励磁控制器)做出了仿真分析。仿真结果表明，虽然 AVR+PSS励磁控制系统已取得了很好的控制效果，但脉冲励磁器在代表控制性能好坏的几个主要指标上都超过了AVR+PSS励磁控制系统，脉冲控制器是一种值得推广的励磁控制装置。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 励磁系统的任务及对它的要求

1.3 国内外励磁系统的发展与研究现状

1.4 脉冲控制理论在国内外的发展状况

1.5 脉冲控制理论及其在同步发电机励磁系统中的应用

1.6 论文的主要工作

第二章 脉冲控制的基本理论

2.1 脉冲控制方法简介

2.2 脉冲系统的数学模型

2.3 脉冲控制的稳定标准

2.4 脉冲系统的运动轨迹

2.5 脉冲系统的比较原理

2.6 脉冲控制运用实例

2.7 本章小结

第三章 脉冲控制在同步发电机励磁系统中的应用

3.1 同步电机励磁系统对电力系统稳定性的影响分析

3.2系统数学模型

3.3脉冲励磁控制器的设计原理

3.4 本章小结

第四章 励磁控制器的仿真及实现

4.1 仿真工具简介

4.2 常规励磁控制器

4.3 仿真模型的建立

4.4 数值仿真

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望及对今后工作的建议

参考文献

附录

攻读学位期间主要的研究成果

致谢