励磁控制系统的传递函数

发电机组励磁模型传递函数及参数说明1.励磁、原动机、PSS模型对应传递函数传递函数依据打包文件内的《PSD-BPA稳定说明书.pdf》，对应的具体典型发电机组参数见第2-4节图表所示，模型及传递函数说明如下。

1.1励磁模型励磁：FV模型，传递函数见图1-1，详见稳定说明书第110页，对应典型发电机组及参数卡见第2-4节图表所示。

励磁：F+模型，传递函数见图1-1，详见稳定说明书第109页，对应典型发电机组及参数卡见第2-4节图表所示。

对应digsilent里的ESST1A图1-1 FV/F+励磁模型传递函数1.2原动机水电原动机：GH模型，传递函数见图1-2，详见稳定说明书第132页，对应典型发电机组及参数卡见第2-3节图表所示。

对应digsilent里的IEEEG3火电原动机：TB模型，传递函数见图1-3，详见稳定说明书第149页，对应典型发电机组及参数卡见第4节图表所示。

对应digsilent里的IEEEG1或GOV3火电调速器，GS模型，传递函数见图1-4，详见稳定说明书第137页，对应典型发电机组及参数卡见第4节图表所示。

对应digsilent里的IEEEG1图1-2 GH原动机传递函数图1-3 TB原动机传递函数图1-4 GS调速器传递函数1.3PSS模型PSS：SP、SS模型，传递函数见图1-5，详见稳定说明书第122页，对应典型发电机组及参数卡见第3节图表所示。

对应digsilent里的IEE2STPSS：SI/SI+模型，传递函数见图1-6，详见稳定说明书第127页，对应典型发电机组及参数卡见第2、第4节图表所示。

对应digsilent里的PSS2A图1-5 SP/SS传递函数图1-6 SI/SI+传递函数2.水电机组系统1#2.1完整参数.....小湾电站1#机参数（BPA软件）M xiaowad118.0 778. .90 H .243 .241 .118.304MF xiaowad118.0 3392.1 778. .305 .73 1.015.73 12.60. .12 .15 .4 0.0 FV xiaowad118.0 0.0-.04.02 14.4 0. .83331. 0.02 0.0 6.59 0.01 0.00.01F+ xiaowad118.0 10. -10. 6.5 -6.0.085SI xiaowad118.0 0.024.0 4.0 4.0 0.46 0.021.0 4.0 4.0 1.0 0.2 0.1 0.1SI+xiaowad118.0 11. 0.22 0.02 0.46 1.8 0.32 0.02 0.1 -0.1GH xiaowad120.0 700. .05 .25 .04 5.0 0.5 0.2 0.2 .502.2完整参数对应详细卡片图2-1 次暂态参数卡图2-2 发电机模型参数卡图2-3 FV励磁系统模型参数卡图2-4 F+励磁系统模型参数卡图2-5 SI/SI+ PSS模型参数卡图2-6 GH原动机模型参数卡3.水电机组系统2#3.1完整参数漫湾电站8#机新参数（BPA软件）M manwand613.8 125. .96 H .217 .22 .091.147MF manwand613.8 605.4 125. .335 .581 .964 .669 8.57.22 .165 .4560.0 FV manwand613.8 0.02 18. 0. 6.66 6.66 1. 1. 1.15 0.01 0. 1. 0.F+ manwand613.8 10. -10. 6.95-3.7.069SP manwand613.8 20. .024. 0.120.176.1 1.130.000.000.05 125.GH manwand613.8 105. .05 .25 .04 5.0 0.5 0.1 0.1 .253.2完整参数对应详细卡片图3-1 次暂态参数卡图3-2 发电机模型参数卡图3-3 FV励磁参数卡图3-4 F+励磁参数卡图3-5 SP PSS参数卡图3-6 GH原动机参数卡4.火电机组系统1#4.1完整参数巡检司2*300MW 6#机新参数（BPA软件）M XJS-G1 20.0 353. .85 S .1693.1693.035.075MF XJS-G1 20.0 1500.3 353..001.2568.25681.8541.8548.470.90.1240.16 0.5 0.0 FV XJS-G1 20.0 0.0-.02 0.02400. 1.1.0 8.0 1.0 1.0 1.00.01 0. 1.F+ XJS-G1 20.0 10.0 -10.0 7.15-6.3.082SI XJS-G1 20.0 0.024. 4. 4. 1.0 0.020.86 2.0 4. 1. 0. 0.1 0.1 SI+XJS-G1 20.0 5. 0.4 0.05 1. 1. 0.11 0.04 0.05 -0.05 353.GS XJS-G1 20.0 326. 0. .05 0.0 0.0 0.5 0.1 1.0TB XJS-G1 20.0 0.3 0.3 8. 0.4 0.4 0.34.2完整参数对应详细卡片图4-1 次暂态参数卡图4-2 发电机模型参数卡图4-3 FV励磁参数卡图4-4 F+励磁参数卡图4-5 SI/SI+ PSS参数卡图4-6 GS调速器参数卡图4-7 TB原动机参数卡5.火电机组系统1# 5.1PSS模型5.1.1SI/SI+与PSS2A5.1.2SP,SS与IEE2ST5.2原动机模型5.3励磁模型图5-1 FV励磁系统模型参数卡5.3.2 EA 与IEEEX1。

1、电力网与电力系统的区别在于电力网不包含（D 发电机和用户）。

2、负荷的变动情况可以分为几种不同的分量，下面哪种分量（C脉动分量）引起的频率变化可以通过二次调整来调节。

3、若上下平移与系统并联运行的发电机外特性曲线，将主要改变其（B无功功率）5、频率上升时，电力系统负荷总的吸收有功功率将（增加）6、自动准同步装置中频差检查时，如果超前相角脉冲先于超前时间脉冲出现，说明(|ωs|<|ωsy| )。

7、当励磁调节器中的调差单元退出工作时，其固有的无功调节特性是（B 下倾的）8、具有正调差特性的同步发电机，当输出的无功电流增大时，机端电压（A 减小）9、励磁调节器的综合放大单元中输入控制信号属于被调量控制量的是（A 基本控制量）10、在A和B两电网构成的联合电力系统中，设A系统负荷增加，使系统频率降低，而B 系统负荷不变，则( A和B系统调频均动作)11、设某台同步发电机直接与无穷大系统并列运行, 当调节该机组励磁电流时,可改变该发电机输出的(B无功功率)12、以高温高压火电厂为主的电力系统的自动低频减载装置的末级动作频率一般不低于（46~46.5Hz）13、造成系统频率偏离额定值的原因是（有功功率不平衡）14、半波线性整步电压形成电路中经过（积分电路）环节输出的电压波形为锯齿波。

15、当电力系统出现大量功率缺额时，为了及时有效地阻止系统频率的异常下降，需要（A 借助低频减负荷装置切除负荷）2、负荷变动的随机分量所导致的系统频率变化，可用下面哪种频率调节方式（一次调节）进行调节。

4、同步发电机自同步并列方式中，并列合闸前瞬间，发电机机端电压（A 取决于励磁电流的大小）5、三相全控桥式整流电路的逆变角β应为( β<90° )6、电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（A单调上升的）7、励磁调节器的综合放大单元中输入控制信号在异常情况下使用（C限制控制量）9、当励磁调节器中的调差单元退出工作时，其固有的无功调节特性是（ B 下倾的）11、造成电力系统频率上升的原因是(C 有功功率过剩)。

第1章习题1-1 （1）设12位A/D 转换器，最高位是符号位，其余11位是数值位，若其满量程对应一次系统交流电压500kV 。

试求对于一次系统电压的A/D 转换分辨率、最大量化误差和标度变换系数。

（2）若改用8位A/D 转换器，最高位是符号位，重求（1）。

1-2 对工频正弦电压信号2sin(100/2)V u t ππ=+，叠加直流偏置电压3V 后进行等周期采样，每周期采样点数12N =。

（1）试写出瞬时采样值序列01111213,,,,,u u u u u ；（2）分别基于0111,,,u u u 和1212,,u u u 采用傅立叶算法求该正弦电压的幅值和相位。

2-1同步发电机准同期并列的允许频差，通常可取0.2%-0.5%，试计算相应的脉动周期。

若发电机断路器的合闸时间为0.4秒，求所对应的越前相角的变化范围。

2-2某发电机-变压器组采用自动准同期并列方式与系统进行并列。

在基准容量100MVA 下，系统的等值电抗标幺值为0.25xx=；发电机的额定容量为50MVA ，次暂态电抗"0.1dx =，"0.125q x =；升压变压器的额定容量为55MVA ，短路电压为10%；；断路器合闸时间0.5s QFt=，其最大可能误差时间为20%±QFt；自动并列装置动作时间0.03s ct=最大误差时间为0s ±。

发电机的冲击电流允许值为"1.12im e i I =。

试计算合闸越前时间，允许合闸电压差，允许滑差角频率及脉动电压周期。

自由习题2-3、有一台发电机采用自动准同期方式与系统并列，已知有关参数如下：X q "=0.125，X L =0.25，E q "=1.05，断路器合闸时间为0.5S ，它的最大可能误差为±20%，自动并列装置最大误差时间为±0.05S ，允许电流幅值取为i s.m "=1.414I n ，求：最大允许合闸误差角δa.e ，允许滑差角频率ω∑∙m 和相应的脉动电压周期T S 。

辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：励磁机励磁控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化学号： 080303109学生姓名：常佳宁指导教师：（签字）起止时间：2014.12.15—2014.12.26课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程学院Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要在电力系统运行中，同步发电机的励磁系统对于维持发电机端电压、分配并列运行机组之间的无功分配、提高电力系统稳定性等方面起着重要的作用。

并且，励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分，在保证电能质量、无功功率合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面起着十分重要作用。

同步发电机励磁控制器是同步发电机控制系统的核心，本文采用了PID控制系统设计了100MW汽轮机组励磁机励磁控制系统，该系统是一个典型的反馈控制系统，PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。

本设计进行了模糊自调整PID 控制设计，克服了传统PID 控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID 控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID 控制器中，加强了控制器的自我校正能力，自适应能力，提高了控制精度和速度。

关键词：最优控制理论；励磁系统；仿真目录第1章绪论 (1)1.1励磁自动控制系统概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章发电机励磁系统设计 (3)2.1励磁控制系统功能 (3)2.2励磁控制系统总体设计方案 (3)2.3励磁控制系统测量比较单元电路设计 (4)2.3.1电压的测量 (5)2.3.2比较整定 (5)2.3.3比较整定电路的整定 (6)第3章系统传递函数的建立 (7)3.1他励直流励磁机的传递函数建立 (7)3.2励磁器各单元的传递函数 (8)3.2.1 电压测量比较单元 (8)3.2.2 综合放大单元 (8)3.2.3 功率放大单元 (9)3.3励磁控制系统的传递函数 (9)3.4同步发电机的传递函数 (10)第4章PID控制与系统的仿真分析 (11)4.1系统仿真模型的设计.......................... 错误！未定义书签。

电力系统自动化课程设计报告题目发电机自并励励磁自动控制系统稳定性分析系别电子与电气工程系专业电气工程及其自动化班级0920***学号0920*****姓名指导教师黄新完成时间评定成绩目录第一章引言--------------------------------------------------------------------------------------------3 1．1基本概述-----------------------------------------------------------------------------------31．2励磁控制系统控制任务-----------------------------------------------------------------31．3 励磁控制系统的稳定性----------------------------------------------------------------3 第二章课设内容-----------------------------------------------------------------------------------4 2．1系统线性化---------------------------------------------------------------------------------4 2．2 稳定性分析--------------------------------------------------------------------------------42．3稳态误差分析------------------------------------------------------------------------------52．4绘根轨迹分析------------------------------------------------------------------------------52．5增强系统稳定性的措施------------------------------------------------------------------6 第三章课设总结------------------------------------------------------------------------------------8参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------9 第一章引言1．1基本概述同步发电机励磁控制系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它和同步发电机构成一个闭环反馈控制系统，如下图所示。

上海电力学院《自动控制原理》MATLAB仿真实验报告课程：自动控制原理题目：发电机励磁控制系统院系：电气工程学院班级：2010021姓名：学号：20102168发电机励磁控制系统（PID 、超前、滞后控制）仿真一、仿真模型图1发电机励磁控制系统模型如图所示为发电机励磁控制系统模型。

功率励磁装置的传递函数为11f T S+，发电机的等效传递函数为11d T S'+，10.05T s =，0.5f T s =，5d T s '=，20K =，分别用不同的控制器（PID ，超前，滞后）使系统相位域量50γ≥，误差系数大于40。

，在实验过程中比较不同控制器的特点。

二、系统控制器 （1） PID 控制器PID 控制器有三个可以调整的参数，即p K 、i T 和d T ，11c p d i G K T s T s⎛⎫=++ ⎪⎝⎭这种控制器既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。

当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。

只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。

PID 控制器特别适用于过程的动态特性是线性的而且控制性能要求不太高的场合。

（2） 超前校正控制器超前校正装置的主要作用是通过其相位超前效应来改变频率响应曲线的形状，产生足够大的相位超前角，以补偿原来系统中元件造成的过大的相位滞后。

利用其相位超前特性，可以增大系统的稳定裕度，提高动态响应的平稳性和快速性；对提高系统稳态精度作用不大，系统抗干扰能力有所下降（一般用于稳态精度已基本满足要求，但动态性能差的系统）；利用校正函数()11c p TSG s K TSα+=+，()1α>求得参数进行校正。