使用新型判据的水轮发电机组运行稳定性研究

摘要

水轮发电机组是一个复杂的综合控制系统，具有非线性、强耦合等特点。水轮发电机组的稳定运行，是保证电力系统的稳定运行和供电质量的重要因素之一。长期以来，对于非线性控制系统的稳定性分析，通常采用Lyapunov直接法。但是，对于有些非线性系统构造合适的广义能量函数是非常困难的。到目前为止，仍然没有一个构造Lyapunov函数的一般性的方法，这是Lyapunov稳定性理论的一个主要缺陷。参考文献[1][2]提出了新型的基于系统仿真的新型稳定性判据理论，解决了这一问题。它规范和简化了Lyapunov函数的选择办法，扩展了Lyapunov稳定性理论。本文以MATLAB/Simulink为研究系统稳定性的软件平台，对水轮发电机组的水轮机、发电机等各个部分分别进行可视化建模与仿真计算。本文建立了佛子岭水电站6＃发电机组的控制系统的仿真模型，并且使用新的理论判据来分析其运行过程的稳定性，并在Simulink中进行仿真和论证。

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第一章概述

1.1水力发电

1.1.1水力发电的优点

1.1.2水电站的组成

1.1.3水轮发电机组的组成

1.2水轮机工作原理

1.2.1水轮机工作特性参数

1.2.2水轮机中水流运动

1.2.3水轮机的基本方程

1.2.4水轮机调节系统

1.3同步发电机的工作方程

1.3.1同步发电机工作原理

1.3.2正方向的规定

1.3.3运动方程

第二章 MATLAB语言简介及新型稳定判据

2.1仿真软件简介

2.1.1 MATLAB简介

2.1.2 SPB电力系统模块工具箱简介

2.2新型稳定判据的简介

第三章系统仿真模型的建立

3.1水轮机模型

3.1.1引水系统

3.1.2非线性水轮机函数

3.1.3水轮机的模型

3.1 调速系统的仿真模型

3.2.1 PID调速器

3.2.2电液随动系统

3.3同步发电机

3.3.1同步发电机模型

3.3.2直流励磁系统模型

第四章仿真并分析结果

4.1系统的仿真模型

4.2仿真图形分析

第五章结论与展望

参考文献