matlab励磁系统阶跃仿真,基于MATLAB的励磁系统仿真研究
TECHNOLOGY TREND 励磁系统的基本功能是给同步发电机励磁绕组提供直流电流,励磁系统通过励磁电压控制转子磁势的大小,实现控制和保护功能。控制功能可以实现电压和无功潮流的控制并提高系统稳定性;保护功能可以保护同步电机、励磁系统和其他设备不超过容量极限。励磁系统作为发电机的重要组成部分,是提高电力系统运行稳定性、挖掘稳定储备和改善系统动态品质的有力手段。 1 励磁系统数学模型 1.1 励磁系统PID原始资料 本文研究对象为600MW机组自并励励磁系统,此系统由发电机、励磁变压器、调节器、整流器、灭磁开关等组成。励磁系统原始数据如下表所示。 表1 励磁系统原始参数 1.2 励磁系统模型参数计算 发电机在额定转速下,通过励磁调节器进行升压和降压试验,用WFLC便携式电量记录分析仪记录相关值,记录的空载特性曲线如图1 所示。 图1 发电机空载特性曲线 由空载特性曲线得到发电机空载气隙线如图2所示。选取发电机空载气隙线上与发电机额定电压相对应的发电机励磁电流为基准值:Ifb= 1320A。 图2 气隙线特性 发电机励磁回路电阻的基准值 Rfb (75℃)=Ufn / Ifn=407/4145=0.098Ω 发电机励磁电压的基准值 Ufb=Ifb* Rfb=1320*0.098=129.36V 励磁调节器最小输出限幅值 Vrmin=1.35U2COS150°/Ufb=-8.13p.u. 励磁调节器最大输出限幅值 Vrmax=1.35U2COS15°/Ufb=9.07p.u. 换相电抗系数KC=3×Uk×U22×Ifb π×Ufb×Sn =0.0938 根据发电机空载试验,在空载曲线上对应于发电机空载额定电压的励磁电流If0=1472A。 发电机的饱和系数 Sg=(If0-Ifb)/ Ifb=0.115 励磁系统放大倍数根据表2: Ka=(Ufd1-Ufd2)/(Uref1-Ug1-Uref2+Ug2) =300 表2 励磁系统放大倍数(比例调节) 调节器输入滤波器时间常数可取典型值:TR=0.02s。 2 励磁系统时域特性仿真及测试 2.1 励磁系统时域特性仿真在MATLAB软件环境中,建立励磁系统仿真模型。 2.2 仿真研究 在t=10s时,在励磁控制器的端电压参考输入端(Vre)f 加上5% 的阶跃扰动信号,进行小扰动仿真实验。 图3 机端电压 通过对仿真结果的分析,得出此模型能够反映出真实的发电机励磁系统的动态响应过程。 3 结论 利用MATLAB建立同步发电机励磁调节系统仿真模型,模型直观,运行速度快,易于使用,为验证设计思想,并为进行高效成功的设计与综合分析打下了良好的基础。 [参考文献] [1] 竺士章.发电机励磁系统试验[M].北京:中国电力出版社,2005. [2] 李维波.MATLAB 在电气工程中的应用[M].北京:中国电力出版社,2006. [摘 要] 励磁系统的基本功能是给同步发电机励磁绕组提供直流电流,励磁系统通过励磁电压控制转子磁势的大小,实现控制和保护功能。控制功能可以实现电压和无功潮流的控制并提高系统稳定性;保护功能可以保护同步电机、励磁系统和其他设备不超过容量极限。 [关键词] 励磁系统;MATLAB;仿真 基于 MATLAB 的励磁系统仿真研究 王 钊 1 黄翠艳 2 唐建惠 2 (1.华能上安电厂,河北石家庄 050042;2.河北省电力研究院,河北石家庄 050021) 应用科技 29
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