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励磁系统的性能指标 励磁系统的主要性能指标传递函数的基本概念励磁控制规律PID的构成及作用励磁控制规律对性能指标的影响 励磁系统的主要性能指标 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 DL T843 2003 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 DL T650 1998 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 DL T583 1995 同步电机励磁系统 GB T7409 1997 技术条件 AVR性能指标 调压范围 自动 10 120 手动 5 130 调压精度 空载额定电压的0 1 调差范围 30 级差0 1 稳态增益 500倍暂态增益 40倍调压速度 0 3 1 额定空载电压 秒电压分辨率 0 05 额定空载电压V F特性 不大于 0 25 额定空载电压 1Hz AVR性能指标 励磁系统响应时间 上升值 0 07s下降值 0 12s电压响应比 2 05 空载阶跃响应 超调量 阶跃量10 震荡次数小于2次时间小于3秒100 零起升压 最大电压 110 空载额定电压震荡次数小于2次时间小于5秒功率消耗 小于300W 传递函数G s 传递函数G s 输入与输出的Laplace变换之比 将微分方程转化为代数方程来求解 传递函数G s 示例 基本单元 IEEE421 5励磁模型 AC1A IEEE421 5励磁模型 ST1A VTVRMAX KCIFD PID比例 积分 微分控制 GEC 1 VG 并联校正 EX PID 励磁机 GEC 1串联校正方式 VG 并联校正 EX PID 励磁机 物理概念清楚整定方便实现较复杂 GEC 1并联校正方式 VG 并联校正 EX PID 励磁机 结构简单整定不直观性能较好 PID比例 积分 微分控制 GEC 2 VG 功率单元 PID 一般 为PI调节 数字式PID的实用考虑 不完全微分 积分分离与限幅 PID的作用 比例P PID的作用 积分I 0 PID的作用 微分D VG PID 励磁机 等效减少了励磁机的时间常数Te T4 微分的作用 示例 元宝山 2机600MW 5 阶跃响应 1 YBS3044G s 2 YBS3043G s 3 YBS3042G s 微分的作用 示例 YBS3044T3 0 1YBS3043T3 0 2YBS3042T3 0 3 并联校正的作用 VG 并联校正 EX PID 励磁机 结构简单实现方便 模拟式性能较好与微分D等效 并联校正的作用 反馈通道 前向通道 并联校正的作用 硬反馈 Te减小1 Kf倍放大倍数减少1 Kf倍与微分D等效 并联校正的作用 软反馈 Te减小1 Kf倍动态放大倍数减少1 Kf倍静态倍数不变 并联校正的作用 示例 元宝山 2机600MW 5 阶跃响应 1 YBS304AUc s 2 YBS304BUc s 3 YBS304CUc s 并联校正的作用 示例 YBS304AYBS304BYBS304C 并联校正与微分的比较 元宝山 2机600MW 5 阶跃响应 1 YBS3044G s 2 YBS304CUc s 并联校正与微分的比较 YBS3044YBS304C 模型PID传递函数控制目标稳态 电压调节精度动态 上升时间 超调量 振荡次数系统 无 PID控制 PID VG 控制 5 PSS电力系统稳定器 模型PSS传递函数控制目标稳态 电压调节精度动态 上升时间 超调量 振荡次数系统 抑制低频振荡 PSS电力系统稳定器 控制 VG Pe Vf KV K Kf KP 解Riccati方程 求出 LOEC线性最优控制 LOEC 线性最优励磁控制器 模型状态方程控制目标稳态 电压调节精度动态 上升时间 超调量 振荡次数系统 抑制多种频率振荡 提高静稳 发电机线性化状态方程发电机励磁控制系统 发电机的输出功率可写成 线性控制的局限性 0 NOEC 非线性最优励磁控制器 模型控制规律控制目标稳态 电压调节精度动态 上升时间 超调量 振荡次数系统 抑制多种频率振荡 提高静稳和暂稳 反馈线性化 0 坐标变换与反变换镜面影射 GEC主体结构图 交流采样 多路开关 A D CPUu Vabc iabc RAM EPROM NREC 非线性鲁棒励磁控制器 模型控制规律控制目标稳态 电压调节精度动态 上升时间 超调量 振荡次数系统 抑制多种频率振荡 提高静稳和暂稳 干扰抑制 GEC动态模拟实验结果 GE