基于MATLAB同步发电机励磁控制系统仿真.doc

基于MATLAB同步发电机励磁控制系统仿真维持发电机输出端电压或系统某点电压在给定的数值保证并联运行的各发电机的无功功率能够合理地进行分配提高系统的静态稳定性及动态稳定性改善电力系统的运行条件。有发电机功率励磁装置及自动励磁调节器构成闭环反馈系统发电机为被控对象功率励磁装置供给发电机转子磁场所需的直流功率自动励磁调节器AVR一般由调差环节电压检测综合放大等环节构成。说明：由发电机电压互感器TV测量出的发电机电压Ug在综合点与电压设定器的设定电压Uref进行比较其偏差值Uerr进入AVR放大部分进行运算再经励磁机EX功率放大环节对发电机励磁回路进行调节励磁系统的数学模型同步发电机传递函数电压测量单元传递函数功率放大单元传递函数同步发电机励磁控制系统框图励磁系统的传递函数励磁系统的动态方程同步发电机传递函数假设该系统中的发电机双输出绕组是严格同步变化的在不考虑发电机磁路的饱和特性时同步发电机的传递函数可简化为下一阶滞后环节：Kg发电机放大系数取1Td0’时间常数取1电压测量单元电压测量单元完成励磁同步发电机输出电压到数字控制器输入信号的转化其中整流滤波电路略有延时可用一阶惯性环节近似描述故传递函数为：Kc电压传感器的输入输出比例取3Tr滤波回路时间常数取1功率放大单元功率放大主要是指由励磁控制器输出小的控制信号Upwm到励磁功率器件的输出Uf之间的功率转换作用该单元可认为是一阶惯性环节传递函数为：Ka放大环节的电压比例取2Ta放大环节时间常数取1励磁系统框图根据同步发电机励磁控制系统的结构得出该系统的传递函数框图：励磁系统的传递函数有上述单元传递函数及其系统框图可得励磁系统的传递函数：取：Kg=1Td0’=1Kc=3Tr=1Ka=2Ta=1励磁系统的动态方程即：=Ax+buy=x励磁系统的稳定性传递函数分母最高阶数=状态方程维数所以系统能够完全表征所以该系统是稳定的。励磁系统的能控性该系统的能控矩阵：Rank（S）=3所以能控矩阵是满秩所以该系统是状态完全能控的。励磁系统的能观性该系统的能观矩阵：Rank（V）=3所以能观矩阵是满秩所以该系统是状态完全能观的。励磁系统的单位阶跃曲线励磁控制系统的根轨迹图励磁控制系统的校正采用PID调节器对系统进行矫正PID调节器的函数为：取Kp=1Ki=1Kd=0.5校正后系统的传递函数为：绘制未校正系统的bode图：校正以后的bode图：