电力统及其自动化毕业论文—同步发电机智能协调励磁控制系统的研究.doc

摘　　要 在电力系统的现代化程度越来越高的今天，为了确保电力系统安全、经济运行，提高和维持同步发电机运行稳定性变得尤为重要。改善同步发电机稳定运行的措施有很多，其中运用现代控制理论提高励磁系统的控制性能在社会上得到广泛的认可。 为了对非线性系统进行全方位的线性化，本文基于微分几何理论设计一种非线性最优励磁控制器。该控制器通过对最优控制理论和微分几何精确反馈线性化理论相结合，将非线性PID与之并联，组成新的励磁控制器。其良好的控制效果体现在对电力系统稳定性的提高和对机端电压迅速稳定上，而且通过Matlab/Simulink仿真证实了此励磁控制器的优越性。本文为了设计一个拥有更好性能的模糊励磁控制器，并实现了结合非线性PID控制理论、非线性最优控制理论与模糊控制理论所设计的励磁控制器。应用对电压调节有更优良特性的非线性PID励磁控制器作为主励磁控制器，同时应用非线性最优励磁控制器作为附加调节控制器，同时应用模糊控制器来动态协调主励磁控制器和附加调节控制器的作用权重。仿真结果表明，在不同的励磁状态下，所设计的励磁控制器能够在对调节电压以及增加系统阻尼的动态协调控制上有良好的作用。 对所设计的这两种励磁控制器最后进行了比较，在控制效果上，两者都基本能达到控制精度和稳定性的要求。当受到静态小干扰时，非线性PID并联非线性最优励磁控制器在控制上不如模糊控制器；当受暂态大干扰时，模糊控制器在稳定时间、超调量和极限稳定时间上都要优于非线性PI并联非线性最优励磁控制器。由此可知在各个方面上，模糊控制器要明显优于非线性PID并联非线性最优励磁控制器。 关键词电力系统；励磁控制；模糊控制；鲁棒性；电压反馈  Abstract Today, the power system is becoming more and more modern. In order to ensure power system security and economy, improving and maintaining the stability of synchronous generators running has become particularly important. Improving the stable operation of synchronous generators have many measures, in all of them, using modern control theory to improve the control performance of the excitation system is widely recognized in the community. In order to?carry out??linearization in full?nonlinear system, this paper??based on differential geometry?theory to design a?nonlinear optimal?excitation controller.?This controller based on the combining of the optional control theory and the differential geometry, in parallel with the nonlinear PID, forms a new excitation controller.?Its good? performance in controlling?is reflected in?the improvement?of?power system stability?and?rapid?stabilization?of the?terminal voltage .In addition, the?Matlab / Simulink?simulation?confirmed?the superiority of this excitation controller.?This paper also studied?the nonlinear? PID control theory,?nonlinear optimal?control theory?and fuzzy?control theory?to?design a?better performance?of the?fuzzy?excitation controller. As the nonlinear?PID excitation have?fine features on controlling for?volt