水輪機(jī)調(diào)速器超低頻振蕩仿真及其控制器的研究.pdf

1、隨著水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的不斷發(fā)展，調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)低頻振蕩的影響越來(lái)越引起人們的關(guān)注。通過(guò)理論分析發(fā)現(xiàn)，調(diào)速系統(tǒng)不僅會(huì)影響電網(wǎng)低頻振蕩阻尼特性，還會(huì)向電網(wǎng)注入比低頻振蕩頻率更低的超低頻振蕩模態(tài)，它經(jīng)常在調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　在實(shí)際系統(tǒng)中水輪機(jī)調(diào)速器的控制參數(shù)，通常是通過(guò)階躍響應(yīng)、沖激響應(yīng)等實(shí)驗(yàn)手段，并結(jié)合曲線擬合等方法求得的，建模參數(shù)往往存在一些誤差，因此其參數(shù)存在不確定性。另一方面，水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是典型

2、的非最小相位系統(tǒng)，因此本論文中采用線性矩陣不等式方法設(shè)計(jì)魯棒控制器。
　　本文中，主要對(duì)水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)超低頻振蕩仿真分析和其控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。論文中，對(duì)小干擾穩(wěn)定性分析理論進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，主要介紹了小干擾穩(wěn)定分析的理論、方法以及步驟，分別對(duì)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和多機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并且搭建了電力系統(tǒng)主要組成子模塊的數(shù)學(xué)模型。
　　以7型水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為算例，通過(guò)轉(zhuǎn)矩分析理論，詳細(xì)分析了水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在系統(tǒng)發(fā)生低頻振蕩時(shí)對(duì)電力系

3、統(tǒng)阻尼特性的影響，并在Matlab/Simulink軟件中，分別對(duì)7型水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、6型水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以及PID型水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析比較。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果分析，還驗(yàn)證了電力系統(tǒng)發(fā)生超低頻振蕩是由于多臺(tái)機(jī)組調(diào)速器參數(shù)的不合理(改變)，并且它們之間相互作用，使得系統(tǒng)阻尼比嚴(yán)重下降而引起的，而僅僅一臺(tái)機(jī)調(diào)速器參數(shù)的改變并不能使系統(tǒng)發(fā)生超低頻振蕩。
　　闡述了線性矩陣不等式的理論基礎(chǔ)及相關(guān)引理，針對(duì)典型的非最