【摘 要】 一般來說，在電網(wǎng)系統(tǒng)中最有效和最經(jīng)濟(jì)的控制手段就是同步發(fā)電機(jī)自并勵靜態(tài)勵磁控制。在目前的絕大部分電站中，都是利用同步電機(jī)自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)，這是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制能夠有效降低電壓的波動，提高系統(tǒng)的抗干擾能力并且有效維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，對于整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用。本文針對同步電機(jī)自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的分析研究，對同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制的發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)方法步驟上作了簡單概括的基礎(chǔ)上，提出了穩(wěn)定控制的方法。 
　　【關(guān)鍵詞】 同步發(fā)電 自并勵靜態(tài)勵磁控制 穩(wěn)定控制 
　　同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制一直是研究比較活躍的領(lǐng)域，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大，對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。近年來，隨著控制理論的大力推進(jìn)，同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)已經(jīng)滿足了這一要求。而且隨著我國電力事業(yè)的大力發(fā)展，在同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制上已經(jīng)取得了相當(dāng)可觀的成果，但是與西方發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大的差距，因此我國在同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)的控制上要腳踏實(shí)地的解決理論和實(shí)際的問題，使我國的電力事業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展。 
　　1 同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 
　　早在20世紀(jì)40年代，就出現(xiàn)了自動控制電壓調(diào)節(jié)裝置，這就是早期的同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁裝置的雛形。這種調(diào)節(jié)裝置采用的是機(jī)端電壓偏差來作為反饋量按照一定的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。早期的自動電壓控制系是運(yùn)用古典控制理論中的根軌跡法來確定控制器的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓的變化值。古典自并勵靜態(tài)勵磁控制的研究對象是線性定常系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)算來確定控制器的比例參數(shù)。但是這種簡單的自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)存在著很大的缺點(diǎn)就是穩(wěn)定能力差，必須經(jīng)常手動調(diào)節(jié)控制器參數(shù)。當(dāng)控制器毀壞時，控制參數(shù)可能會失去比例控制導(dǎo)致電壓瞬時增大，燒毀設(shè)備。到了60年代，現(xiàn)代控制理論得到了很大的發(fā)展，然后就逐漸取代了40年代的自動電壓調(diào)節(jié)器。一些機(jī)構(gòu)研究的AVR-PSS得到了迅速的普及，這種系統(tǒng)具有一套縝密的設(shè)計(jì)理論，使得同步發(fā)電控制得到了優(yōu)化。70年代出現(xiàn)了大系統(tǒng)分散控制理論，但是這種控制理論不能保持同步發(fā)電的穩(wěn)定性。直到80年代后期，各地學(xué)者提出了魯棒控制系統(tǒng)的理論，解決了控制系統(tǒng)在預(yù)定的參數(shù)和結(jié)構(gòu)擾動下部門能保持系統(tǒng)穩(wěn)定性和可用性的缺陷。直到近幾年的發(fā)展，同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)才取得了飛速的發(fā)展。同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)是利用多種控制理論的綜合，在現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)上提出的智能控制理論，從整個控制理論的發(fā)展上來看，很難憑借一種控制規(guī)律來實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定控制和解決實(shí)際自并勵靜態(tài)勵磁控制，往往多種控制理論相結(jié)合才能取得更好的控制效果。同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)就是多種控制方式綜合的一種控制系統(tǒng)，它有效的實(shí)現(xiàn)了多機(jī)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。 
　　2 自并勵靜態(tài)勵磁同步發(fā)電機(jī)工作原理 
　　自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機(jī)分為轉(zhuǎn)子和靜子兩大部分，其中轉(zhuǎn)子部分是旋轉(zhuǎn)的，由自并勵靜態(tài)勵磁繞組、旋轉(zhuǎn)整流器和交流自并勵靜態(tài)勵磁機(jī)的電樞繞組構(gòu)成。靜子指的是自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機(jī)的靜止不動的部分，包括；自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機(jī)的自并勵靜態(tài)勵磁繞組，發(fā)電機(jī)的電壓整流裝置和副自并勵靜態(tài)勵磁機(jī)等部件。交流式的自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自勵或者他勵。自并勵靜態(tài)勵磁發(fā)電機(jī)的永磁磁路和電自并勵靜態(tài)勵磁路是相互隔離的，兩者之間在工作時是互不影響的，但是他們之間公用一套定子繞組。 
　　3 同步發(fā)電自并勵靜態(tài)勵磁控制器的設(shè)計(jì) 
　　3.1 模糊PID自并勵靜態(tài)勵磁控制 
　　模糊PID自并勵靜態(tài)勵磁控制器不僅可以根據(jù)系統(tǒng)的控制輸出的參數(shù)來不斷更新三個控制參數(shù)，而且可以在現(xiàn)代的電網(wǎng)系統(tǒng)中具有良好的動靜態(tài)表現(xiàn)，而且可以有效的應(yīng)付各種問題。但是，目前模糊PID控制器會導(dǎo)致控制精度降低而且缺乏系統(tǒng)性，沒有辦法實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。 
　　模糊推理得到的結(jié)果得到的仍然是一個模糊的集合。但是在發(fā)電機(jī)實(shí)際工作中，只有一個值是正確的，也只有這一個正確的值才能驅(qū)動或者控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行。因此在模糊推理的集合中找出最優(yōu)值的過程就叫做精確化過程，這個過程可以采取多種方法進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)然在使用不同的方法時得到不同的結(jié)果也是正常的，但是這些值的上下誤差不會很大，否則就是計(jì)算方法的錯誤，應(yīng)重新選定方式。通常最常用的的方式是：重心法，取中法和加權(quán)平均法。 
　　模糊自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)機(jī)端的電壓偏差和偏差的變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，然后同時反饋到發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，使發(fā)電機(jī)得到最優(yōu)的運(yùn)行方式。 
　　3.2 常規(guī)PID控制器 
　　常規(guī)的PID控制器在實(shí)際應(yīng)用中非常普遍，這種控制器具有自己的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代控制中，這種常規(guī)控制器結(jié)構(gòu)比較簡單、穩(wěn)定性良好、工作性能可靠的優(yōu)點(diǎn)。 
　　每次改變PID控制裝置中的參數(shù)運(yùn)行時，控制程度就會發(fā)生變化，控制器的輸出也會發(fā)生變化。控制參數(shù)主要包括三個環(huán)節(jié)：比例控制環(huán)節(jié)、積分控制環(huán)節(jié)和微分控制環(huán)節(jié)。 
　　3.3 步發(fā)電機(jī)自并勵靜態(tài)勵磁控制器 
　　自并勵勵磁系統(tǒng)沒有交流勵磁機(jī)，因此控制器的控制作用就可以直接來控制轉(zhuǎn)子繞組的勵磁電流。在他并勵勵磁裝置中，因?yàn)橛薪涣鲃畲艡C(jī)而且是旋轉(zhuǎn)部分，是不可以控制的，也就不能控制轉(zhuǎn)子繞組的勵磁電流。在自并勵勵磁控制中只有通過時間常數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，才能提高勵磁系統(tǒng)的快速性。 
　　4 結(jié)語 
　　自并勵靜態(tài)勵磁控制系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有不可替代的優(yōu)勢，通過本文提出的各種設(shè)計(jì)方式中，有效的提高了勵磁系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)過程，對于發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 
　　參考文獻(xiàn)： 
　　[1]高峰，等.一種實(shí)用的自適應(yīng)靜態(tài)勵磁控制方法.電力系統(tǒng)自動化，2013，4（4）：78-79. 
　　[2]韓英鐸.最優(yōu)勵磁控制用于遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，1（2）：89-90. 
　　[3]張曉彬.積分型線性最優(yōu)勵磁控制設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，10（2）：31-32.

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