异步化汽轮发电机模拟试验系统的研究

论文摘要

异步化汽轮发电机具有特殊的转子结构,在双通道励磁控制下,运行特性明显优于传统的同步汽轮发电机,它的出现为解决超高压输电系统因无功过剩所引起的持续工频过电压和远距离输电系统稳定问题提供了新的途径。本文在异步化汽轮发电机的运行和控制原理的基础上,分析了满足静稳定约束的控制参数取值,提出了异步化汽轮发电机模拟试验系统的基本设计要求,讨论了模拟系统硬件平台的构建,形成了以工业控制计算机为核心、成套直流调速控制器和各类功能板卡相配合的硬件系统,深入研究直流控制器原理并完成调试,为系统的稳定运行提供基础。根据双通道励磁控制策略设计了的控制操作软件,针对励磁控制器输入信号的特点进行数字滤波和非同步顺序采样引起的相位误差补偿,提出了对励磁电流整流器造成的控制误差进行用软件插值方式处理,采用跟随发电机工况改变的变参数方法选择励磁控制器的参数。利用该套模拟系统顺利完成了异步化汽轮发电机稳态调节特性试验,试验结果表明异步化汽轮发电机具备有功功率、无功功率的独立调节功能,验证了双通道励磁控制策略的正确性。同时证明本文研究和开发的模拟试验系统是成功的,能为异步化汽轮发电机进一步的研究提供试验平台,也可为实际应用提供技术支持。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 异步化同步发电机的发展历程
• 1.3 异步化汽轮发电机励磁控制研究现状
• 1.4 本论文主要工作
• 2 异步化汽轮发电机励磁控制分析
• 2.1 异步化汽轮发电机励磁控制原理
• 2.1.1 异步化汽轮发电机一般化电机模型
• 2.1.2 励磁控制模型
• 2.2 双通道励磁控制分析
• 2.2.1 励磁控制器结构
• 2.2.2 励磁控制算法
• 2.3 静态稳定性分析
• 2.3.1 发电机简化线性模型
• 2.3.2 闭环静稳定分析
• 2.4 小结
• 3 异步化汽轮发电机模拟系统的硬件平台构建与调试
• 3.1 模拟系统概述
• 3.1.1 模拟系统的基本结构
• 3.1.2 模拟系统的基本设计任务
• 3.2 模拟系统的硬件平台构建
• 3.2.1 原动机控制屏
• 3.2.2 励磁控制屏
• 3.2.3 微机控制屏
• 3.3 模拟机组的硬件调试
• 3.3.1 原动机屏LT3 型控制器的调试
• 3.3.2 励磁控制屏LT5 型控制器的调试
• 3.4 小结
• 4 异步化汽轮发电机模拟系统的软件设计
• 4.1 模拟系统的软件框架
• 4.2 信号检测模块设计
• 4.2.1 模拟信号的检测
• 4.2.2 励磁电流的输入输出整定
• 4.2.3 转差、转子位置角信号处理
• 4.3 双通道励磁控制器的设计
• 4.3.1 无功通道控制器的设计
• 4.3.2 有功通道控制器的设计
• 4.4 控制器参数的选择
• 4.4.1 无功调节时的参数选择
• 4.4.2 有功调节时的参数选择
• 4.5 小结
• 5 模拟系统稳态运行特性实验分析
• 5.1 模拟系统的有功调节
• 5.1.1 有功调节的物理过程分析
• 5.1.2 有功调节试验
• 5.2 模拟系统的无功调节
• 5.2.1 无功调节的物理过程分析
• 5.2.2 无功调节试验
• 5.3 试验波形异常分析
• 5.4 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书