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思考发电机饱和励磁技术的有关问题

时间:2011-12-21 16:25:00   来源:中国发电机网   添加人:admin

  实际系统辨识算法模肇统图励磁系统参数辨识原理图我国电力系统中目前常用的励磁系统参数辨识方法包括频域辨识法和时域辨识法,频域法是一种经典的辨识方法,它通过傅里叶变换将系统输人输出的时域信号转换为频域信号,经噪声滤波后,消除干扰因素,获得系统的幅频特性和相频特性,再通过拟合估计参数值,时域法通常是基于方程误差模型的算法,它通过对离散采样数据的多重积分估计模型参数值,直接求取待辨识系统传递函数相对应的微分方程的系数,上述频域辨识法和时域辨识法原理明了、简便易行,都已在我国电力系统中得到实际应用。

  在中建立的模型系统就需要包括发电机环节,因为发电机具有空载饱和特性,在智能辨识法中如何恰当地模拟发电机就成为一个必须解决的实际问题,不饱和时,空载电势凡,等于不饱和的电枢反应电抗与励磁电流的乘积,即二“计及饱和后大小的电势,”丈足又式甲廿,幻二为饱和系数,则有由此可见,考虑饱和后对空载电势的修正相当于其非饱和值减去发电机带负荷后,定子绕组流过电流,此时饱和效应体现在合成气隙磁通的饱和上,其饱和特性与空载饱和特性相同,对合成气隙磁通的饱和修正可近似地用对电势的修正来代替,即发电机空载饱和特性的模拟同步电机励磁电流与空载电势之间由于铁心饱和而呈现非线性关系,这种非线性关系可用电机空载饱和特性曲线来表示,典型的空载饱和特性曲线如图所示,凡今,不饱和曲线式中,弓和凡,分别为暂态电势的饱和值和非饱和值,以饱和值的弓代人暂态电势变化的微分方程,可得瑞华,图发电机空载饱和特性曲线由此可见,考虑发电机的饱和效应相当于在以而为时间常数的惯性环节上增加一负反馈输人,起到抵消部分值的作用,而用式微分方程解出的电势值显然是考虑饱和之后的数值,考虑发电机饱和特性时的励磁系统建模与仿真研究《电气应用》年第第期为了进行数值计算,如何用数学方程式描述饱和系数,随凡值不同的变化是重要的。

  发电机的饱和特性有二次型和指数型两种表达方式由华能电厂发空载饱和特性曲线,采用指数型模拟方式,可以得到饱和曲线的在中建立起华能电厂发电机组的空载阶跃试验弓可一时六为输人量的饱和系数的定义二次型一丝式中,为输人量,该曲线通过,显然,如果已知发电机的空载饱和特性曲线,就可以计算出这些方程式的系数,如果未知,则可以将饱和系数作为待辨识参数之一,通过智能辨识法进行辨识从而得到发电机的饱和特性,图华能电厂机组空载阶跃试验模型参数辨实际系统录波与模型系统仿真输出的波形辨识结果非常精确,两者的响应输出曲线吻合度很好,衰伪模型辨识,傲应用实例下面以华能电厂为例,说明对发电机机组进行励磁系统建模试验及参数辨识的过程和结果,华能电厂是火电厂,其号机组的励磁系统采用的是三机无刷励磁方式,采用的是南瑞的数字式自动电压调节器,因此标准模型选用的以空载阶跃试验录制的输人输出数据为基础,采用基于遗传算法的智能辨识法进行模型参参数,59号文件中对稳定计算用励磁系统建模和参数测量的要求:在发电机空载条件下的阶跃响应。

  数字仿真结果与现场试验结果的误差应在下述范围内:(l)电压调节精度均高于1 %,(2)发电机电压上升时间T R相差不大于0,1 5 0(3)峰值时间T,相差不大于0,1 5,(4)超调量M P相差不大于50 %,(5)调整时间T s相差不大于250通过计算可以得出,考虑饱和特性时的辨识结果符合国调的要求,为了对比,再在不考虑饱和特性时对系统进行建模和辨识,其效果相对就要差很多,且仿真结果不能完全满足国调指标的要求,相应的误差分析效性,将上面辨识的结果用P SSE仿真校验,得到的波形与实际录波的对比如所示,模型时,由于没有励磁机的空载饱和特性曲线,所以励磁机的饱和系数是辨识得到的,有些偏小,使得励磁电压的超调量增加,本文论述了如何在M at lab下建立起励磁系统的标准模型和模型参数的辨识,并对建模时需要注意的饱和问题给出了详细说明,最后以福建华能电厂为例,对其发电机励磁系统进行建模与辨识,从M a il ab和P s E的仿真波形与实际录波的对比可以看出,用该方法辨识得到的模型可以较好地反映系统实际运行状况,仿真结果精度满足国调的要求。