核電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)整定與仿真研究

1、核電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)整定與仿真研究    英文題名 The Parameters Setting and Simulating to Excitation System of Nuclear Power Generator  關(guān)鍵詞 核電機(jī)組; 勵(lì)磁系統(tǒng); 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器; PSS2A; MATLAB/Simulink; 參數(shù)整定; 仿真; 英文關(guān)鍵詞 nuclear power plant; excitation system; power system stabilizer; parameters setting; PSS2A; MAT

2、LAB/Simulink; simulation; 中文摘要 隨著大規(guī)模電力系統(tǒng)的發(fā)展,低頻振蕩的問題越來越突出。提高勵(lì)磁系統(tǒng)的性能,被公認(rèn)為是改善穩(wěn)定性最有效和經(jīng)濟(jì)的措施之一。為避免不恰當(dāng)?shù)膭?lì)磁系統(tǒng)參數(shù)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定帶來危害,有必要在方家山核電工程的設(shè)計(jì)和建造階段就開展勵(lì)磁系統(tǒng)建模和仿真研究工作。 根據(jù)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)和無刷勵(lì)磁系統(tǒng)P320-AVR的傳遞函數(shù)圖,利用MATLAB/Simulink仿真軟件建立了考慮發(fā)電機(jī)飽和特性和廠用電負(fù)荷的詳細(xì)的單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型,并對勵(lì)磁系統(tǒng)的工廠參數(shù)進(jìn)行了仿真檢驗(yàn)。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS2A型)在低頻段的阻尼作用比較差,甚至?xí)魅跸到y(tǒng)的

3、阻尼,說明工廠參數(shù)不合理,需要進(jìn)一步開展勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)的整定研究工作。 考慮到發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)聯(lián)系緊密且正常帶基荷運(yùn)行的特點(diǎn),以抵消發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)兩個(gè)時(shí)間常數(shù)最大的慣性環(huán)節(jié)為目的,采用錯(cuò)開原理和對消法整定了勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)校正環(huán)節(jié)(PID)參數(shù),并通過空載階躍、負(fù)載階躍和暫態(tài)穩(wěn)定仿真試驗(yàn)證明了參數(shù)的合理性。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用相位補(bǔ)償法整定了PSS2A的參數(shù)。 最后,從三個(gè)方面對PSS2A的參數(shù)進(jìn)行了檢驗(yàn)：(1)發(fā)電機(jī)最大滯后角、最小滯后角和正常運(yùn)行三種工況下的負(fù)載階. 英文摘要 With the development of large-scale power systems, the problem

4、 of low frequency oscillation in power system is in an increasingly prominent. It is recognized that to improve the performance of excitation system is one of the most effective and economic measures  致謝 4-5 序言 5-7 摘要 7-8 Abstract 8 目次 9-12 1 緒論 12-21     1.1 選題依據(jù)及意義 12-13  

5、   1.2 國內(nèi)外文獻(xiàn)分析與綜述 13-18     1.3 本論文的主要工作 18-21 2 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)及仿真軟件介紹 21-35     2.1 發(fā)電機(jī) 21-24         2.1.1 發(fā)電機(jī)主要參數(shù) 21-22         2.1.2 發(fā)電機(jī)性能曲線 22-24     2.2 勵(lì)磁系統(tǒng) 24-32   

6、      2.2.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的作用 24-28         2.2.2 對勵(lì)磁控制系統(tǒng)的要求 28-30         2.2.3 方家山核電工程勵(lì)磁系統(tǒng)簡介 30-32     2.3 仿真軟件MATLAB/Simulink簡介 32-35 3 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)建模與仿真分析 35-62     3.1 發(fā)電機(jī)模型 35-38

7、60;       3.1.1 發(fā)電機(jī)建模方法的考慮 35         3.1.2 個(gè)別參數(shù)的計(jì)算 35-37         3.1.3 發(fā)電機(jī)模塊參數(shù) 37-38     3.2 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型 38-52         3.2.1 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型框圖 38-39  

8、       3.2.2 AVR參考電壓詳盡模型 39-40         3.2.3 調(diào)差單元數(shù)學(xué)模型 40-41         3.2.4 AVR參考電壓限制數(shù)學(xué)模型 41         3.2.5 定子電流限制單元仿真模型 41-42        

9、; 3.2.6 過勵(lì)限制單元仿真模型 42-44         3.2.7 低勵(lì)限制單元仿真模型 44-45         3.2.8 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器仿真模型 45-48         3.2.9 勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)回路仿真模型 48-50         3.2.10 無刷勵(lì)磁機(jī)仿真模型 50-52  &#

10、160;  3.3 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型 52-56         3.3.1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型框圖 52-54         3.3.2 單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型參數(shù) 54-55         3.3.3 仿真模型初始化 55-56     3.4 仿真試驗(yàn)(工廠參數(shù)) 56-62     

11、0;   3.4.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 56-58         3.4.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn) 58-61         3.4.3 仿真試驗(yàn)結(jié)論 61-62 4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)整定與仿真分析 62-74     4.1 PID參數(shù)整定方法 62-67         4.1.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 62-63 &#

12、160;       4.1.2 錯(cuò)開原理 63-65         4.1.3 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正及對消法 65-67     4.2 PID參數(shù)的整定過程 67-69         4.2.1 積分-微分環(huán)節(jié)參數(shù) 67-68         4.2.2 比例環(huán)節(jié)參數(shù) 68-69 

13、0;   4.3 仿真試驗(yàn)(PID參數(shù)整定后) 69-74         4.3.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 69-70         4.3.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn)(無PSS) 70-71         4.3.3 發(fā)電機(jī)大干擾暫態(tài)響應(yīng)仿真試驗(yàn)(無PSS) 71-73         4

14、.3.4 PID參數(shù)整定后的仿真試驗(yàn)結(jié)論 73-74 5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)整定與仿真分析 74-115     5.1 PSS參數(shù)整定的必要性 74     5.2 發(fā)電機(jī)小干擾線性化模型 74-80         5.2.1 海佛容-菲利普斯(Heffron-Phillips)模型 74-76         5.2.2 系數(shù)K_1-K_6的計(jì)算 76-80   

15、0; 5.3 PSS參數(shù)整定 80-92         5.3.1 PSS相位補(bǔ)償原理 80-82         5.3.2 勵(lì)磁系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性 82-84         5.3.3 PSS2A參數(shù)的整定過程 84-88         5.3.4 PSS2A環(huán)節(jié)相頻特性 88-90   

16、      5.3.5 勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性 90-92     5.4 PSS參數(shù)整定后的仿真試驗(yàn) 92-115         5.4.1 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn) 92-96         5.4.2 發(fā)電機(jī)大干擾暫態(tài)仿真試驗(yàn) 96-99         5.4.3 低頻段PSS作用的檢驗(yàn) 99-10

17、7         5.4.4 PSS參數(shù)在多機(jī)無窮大系統(tǒng)中的適應(yīng)性分析 107-115 6 結(jié)論與展望 115-116     6.1 結(jié)論 115     6.2 展望 115-116 參考文獻(xiàn) 116-118         3.2.8 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器仿真模型 45-48         3.2.9 勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)回路仿真模

18、型 48-50         3.2.10 無刷勵(lì)磁機(jī)仿真模型 50-52     3.3 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型 52-56         3.3.1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型框圖 52-54         3.3.2 單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型參數(shù) 54-55         3.3.3

19、仿真模型初始化 55-56     3.4 仿真試驗(yàn)(工廠參數(shù)) 56-62         3.4.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 56-58         3.4.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn) 58-61         3.4.3 仿真試驗(yàn)結(jié)論 61-62 4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)整定與仿真分析 62-74     4.1 PID參

20、數(shù)整定方法 62-67         4.1.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 62-63         4.1.2 錯(cuò)開原理 63-65         4.1.3 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正及對消法 65-67     4.2 PID參數(shù)的整定過程 67-69         4.2.1

21、積分-微分環(huán)節(jié)參數(shù) 67-68         4.2.2 比例環(huán)節(jié)參數(shù) 68-69     4.3 仿真試驗(yàn)(PID參數(shù)整定后) 69-74         4.3.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 69-70         4.3.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn)(無PSS) 70-71       &#

22、160; 4.3.3 發(fā)電機(jī)大干擾暫態(tài)響應(yīng)仿真試驗(yàn)(無PSS) 71-73         4.3.4 PID參數(shù)整定后的仿真試驗(yàn)結(jié)論 73-74 5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)整定與仿真分析 74-115     5.1 PSS參數(shù)整定的必要性 74     5.2 發(fā)電機(jī)小干擾線性化模型 74-80         5.2.1 海佛容-菲利普斯(Heffron-Phillips)模型 74-76 &#

23、160;       5.2.2 系數(shù)K_1-K_6的計(jì)算 76-80     5.3 PSS參數(shù)整定 80-92         5.3.1 PSS相位補(bǔ)償原理 80-82         5.3.2 勵(lì)磁系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性 82-84         5.3.3 PSS2A參數(shù)的整定過程 84-

24、88         5.3.4 PSS2A環(huán)節(jié)相頻特性 88-90         5.3.5 勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性 90-92     5.4 PSS參數(shù)整定后的仿真試驗(yàn) 92-115         5.4.1 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn) 92-96         5.4.2 發(fā)電機(jī)

25、大干擾暫態(tài)仿真試驗(yàn) 96-99         5.4.3 低頻段PSS作用的檢驗(yàn) 99-107         5.4.4 PSS參數(shù)在多機(jī)無窮大系統(tǒng)中的適應(yīng)性分析 107-115 6 結(jié)論與展望 115-116     6.1 結(jié)論 115     6.2 展望 115-116 參考文獻(xiàn) 116-118         3.

26、2.8 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器仿真模型 45-48         3.2.9 勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)回路仿真模型 48-50         3.2.10 無刷勵(lì)磁機(jī)仿真模型 50-52     3.3 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型 52-56         3.3.1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)仿真模型框圖 52-54      

27、0;  3.3.2 單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型參數(shù) 54-55         3.3.3 仿真模型初始化 55-56     3.4 仿真試驗(yàn)(工廠參數(shù)) 56-62         3.4.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 56-58         3.4.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn) 58-61      

28、   3.4.3 仿真試驗(yàn)結(jié)論 61-62 4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)整定與仿真分析 62-74     4.1 PID參數(shù)整定方法 62-67         4.1.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 62-63         4.1.2 錯(cuò)開原理 63-65         4.1.3 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正及對消法 65-67  &

29、#160;  4.2 PID參數(shù)的整定過程 67-69         4.2.1 積分-微分環(huán)節(jié)參數(shù) 67-68         4.2.2 比例環(huán)節(jié)參數(shù) 68-69     4.3 仿真試驗(yàn)(PID參數(shù)整定后) 69-74         4.3.1 發(fā)電機(jī)空載階躍仿真試驗(yàn) 69-70         4.3.2 發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍仿真試驗(yàn)(無PSS) 70-71         4.3.3 發(fā)電機(jī)大干擾暫態(tài)響應(yīng)仿真試驗(yàn)(無PSS) 71-73         4.3.4 PID參數(shù)整定后的仿真試驗(yàn)結(jié)論 73-74 5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)整定與仿真分析 74-115     5.1 PSS