基于matlab的同步發(fā)電機組建模與仿真

1、基于matlab的同步發(fā)電機組建模與仿真基于matlab的同步發(fā)電機組建模與仿真I基于 MATLAB 的同步發(fā)電機組建模與仿真摘要 隨著電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，電力系統(tǒng)的運行也隨之越來越復雜。同步發(fā)電機及其控 制系統(tǒng)作為電源是電力系統(tǒng)中的重要 組成部分，其性能對電力系統(tǒng)有著極大的影響，直 接關系 到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為了使電力系統(tǒng)安全而經(jīng)濟地運行，我們必須對同步發(fā)電 機組特性進行深入的研究。而同步發(fā)電機組運行是一個相當復雜的過程，其動態(tài)特性 隨著機組的運行狀態(tài)而不斷變化，所以建立機組的模型并 進行仿真研究是掌握發(fā)電機動態(tài)特性，評價其各個控制系統(tǒng)性能的有效手段，并且對工作人員的培訓和研究將起到很 大的

2、作用。同步發(fā)電機組模型的建立將涉及到機組的機理分析，有利 于從理論建模中引生新的設計方法，為優(yōu)化設計提供理論依據(jù)。本文將對同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型進行研究，利用 MATLAB/Simulink 搭建同步發(fā)電機組的 仿真模型，建立單機無窮大系統(tǒng)，最后對模型進行仿真，并分析仿真結(jié)果。關鍵詞：電力系統(tǒng)；單機無窮大系統(tǒng)；MATLAB/Simulink ;仿真；同步發(fā)電機組華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）摘要 IISYNCHRONOUS GENERATOR UNIT MODELING AND SIMULATION BASED ON MATLAB Abstract With the en

3、largement of the power grid scale, the operation of the power system is becoming more and more complex. As supply unit of the system, synchronous generator and its control system plays an important part in the power system. Their performance also imposes great influence to the power system and has a

4、 direct connection with the power system stability. In order to ensure the safe and economic operation of the power system, we shall do a profound research on the synchronous generator unit characteristics. However, the operation of the synchronous generator unit is a extremely complex process. Its

5、dynamic characteristics are subject to the changing states of the unit operation. Therefore, it is efficient to build a unit model and do simulations research to acquire the dynamic characteristics of the unit, and evaluate the performance of each control system. This will also play a great role in

6、the staff training and researches. The building of the synchronous generator unit model will involve the mechanic analysis of the unit, do favor to deduce new designing methods from theoretical model buildingand provide theoretical basis to the optimization design. In this paper the mathematical mod

7、el of the synchronous generator and its excitation system, speed regulating system will be researched; the simulation model of synchronous generator unit will be built based on MATLAB/Simulink; a single-unit infinite system will be established; finally simulate the model and verify the accuracy of t

8、he model. Key Words: Power System; Single-unit Infinite System; MATLAB/Simulink; Simulation; Synchronous Generator Unit華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）目錄i目 錄摘要? ?Abstract?I?I?論 ? 景和意義? ?電力系統(tǒng)仿真發(fā)展現(xiàn)狀 ?1.3 本課題所完成的主要工作?1?4? 2.1同步發(fā) 電機數(shù)學模型?1?2.1.1同步發(fā)電機數(shù)學建模概述?2.1.2同 步 發(fā) 電 機 基?4?2.1.3 同 步發(fā) 電機三 階模型?4?2.1.4 ?7?.2勵 磁 系 統(tǒng) 數(shù) 學 模

9、 型?做?2出1同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)概述 ?勿？伺？1 步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)數(shù)學模型 ?宓？?？?？?？?？1? ?1我?. 3.1同步發(fā)電機組調(diào)速控制系統(tǒng)概述 ?2?2?1?3?然？ a J，I £.于 MATLAB 同 步發(fā) 電機組仿真?T2?3>?1MATLAB ?3.1.1?2?MATLAB/Simulink?13>?3?1?2?S?ulink 庫模塊? ?13 3.2 同步發(fā)電機組仿真的初值計算?71?3>：3?1同 步 發(fā) 電 機 組 仿 真 模 型?153.3.1 同 步 發(fā) 電 機 模 型? ?6?3.2同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)仿真模型?

10、3笈3?硒婚?？?？電 機 調(diào) 速 系 統(tǒng) 仿 真 模 型?俯？?？2?1系 統(tǒng) 仿 真 及 結(jié) 果 分 析?3.4.1穩(wěn) 定 運 行?1 ?9?4?系統(tǒng)電壓突增或突降 ?1?203.4.3 增加勵磁系統(tǒng)給定電壓?13.4.4 增加調(diào)速系統(tǒng)給定功率? 3華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）目錄 ii 3.4.5三相突?24? 4結(jié) 論 與 展 望? ?26?卷 ? ?27?致 ? ?28?察?W?W?k設計（論 文）1 1緒論1.1課題背景和意義 隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡 規(guī)模的不斷擴大和電網(wǎng)電壓等級的不斷升高，電力系統(tǒng)規(guī) 劃、 運行和控制的復雜性亦日益增加。同步發(fā)電機及其控制系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組

11、成部分，其性能對電力系統(tǒng)有著極大的影響，直接關系到電力系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定為了使電力系統(tǒng)安全而經(jīng)濟地運行，我們必須對同步發(fā)電機組特性進行深入的研究。而同步發(fā)電機組運行是一個相當復雜的過程，其動態(tài)特性隨著機組的運行狀態(tài)而不斷變化，所以建立機組的模型并進行仿真研究是掌握發(fā)電機動態(tài)特性，評價其各個控制系 統(tǒng) 性能的有效手段，并且對工作人員的培訓和研究將起到 很大的作用。同步發(fā)電機組模型 的建立將涉及到機組的機理分析，有利于從理論建模中引生新的設計方法，為優(yōu)化設計提供理論依據(jù)。1.2電力系統(tǒng)仿真發(fā)展現(xiàn)狀自20世紀40年代以來，用計算機方法去研究系統(tǒng)的特性成為科學發(fā)展的時尚。仿 真技術是一門多學科綜合的

12、應用技術科學，也是一門近年來發(fā)展迅速的新興學科。仿真就是建立系統(tǒng)的模型（數(shù)學模型、物理效應模型或數(shù)學一物理效應模型）并在模型上進行 實驗1。隨著電力系統(tǒng)發(fā)展的越來越龐大，電力系統(tǒng)的運行也隨之越來越復雜，并且計算機應用技術發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)的動態(tài)實時計算機仿真系統(tǒng)由于其精度高、改變參數(shù)方便、重復性好等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的物理仿真系統(tǒng)2 o電力系統(tǒng)數(shù)字仿真是在計算機上為電力系統(tǒng)的物理過程 建立數(shù)學模型，用數(shù)學方法求解，以進行仿真研究的過程。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真因具有不受原型系統(tǒng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)復雜 性限制，能保證被研究系統(tǒng)的安全性，且具有良好的經(jīng)濟性、 方便性等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)各個領域中已獲得了廣泛應用

13、。目前，電力系統(tǒng)的仿真技術可以總結(jié)歸納如下3:1）電力系統(tǒng)離線仿真技術：電力系統(tǒng)離線仿真是在數(shù)字計算機上為電力系統(tǒng)的物理過程建立數(shù)學模型，用數(shù)學方法求解，以進行仿真研究的過程。在建立數(shù)學模型時，往 往忽略一些次要的因素，因而常常是一個簡化的模型。目前，電力系統(tǒng)離線仿真軟件，對不同的動態(tài)過程采用不同的仿真方法，主要有電磁暫態(tài)過程仿真、機電暫態(tài)過程 仿真 和中長期動態(tài)過程仿真 3種。2）電力系統(tǒng)實時仿真技術：電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)大概經(jīng)歷了三個歷史階段，基于相似理論的以實際旋轉(zhuǎn)電機為代表的電力系統(tǒng)動態(tài)模擬仿真系統(tǒng)、數(shù)?；旌鲜綄崟r仿真系統(tǒng)、全數(shù)字實時仿真系統(tǒng)。我國電力系統(tǒng)實時仿真的發(fā)展歷程基本跟蹤了國

14、際上電力 系統(tǒng)實時仿真發(fā)展不同階段的最新技術。在同步發(fā)電機的建模與仿真研究方面，使用的仿真工具 有多種。它們在建立同步發(fā) 華北電力大學本科畢業(yè)設計 （論文）2電機模型的方法上各有不同，在研究同步發(fā)電機不同問題上也是各有側(cè)重與優(yōu)勢。目前，關于同步發(fā)電機組的常用仿真軟件可以總結(jié)如下：1) Saber仿真軟件4 Saber具有很大的通用模型庫和較為精確的具體型號的器件模型，采取的是組合仿真方式。在Saber軟件平臺上對同步發(fā)電機進行建模和仿真既簡捷又有效。Saber建模分兩個步驟：首先編寫器件的模板，它是用Mast語言編寫的源程序，用于 描述器件的工作性能； 然后利用Saber提供的Symbol E

15、dit 為第一步編寫的器件畫由元件圖，在該圖屬性列表中填入primitive為模板名，實現(xiàn)該圖與模板的連接。在建立同步發(fā)電機組數(shù)學模型時，由于不要求電機方程的解析解，電機的數(shù)學模型就采用實際的電機模型，電壓與磁鏈方程不必進行坐標變換。2) Maxwell 2D 仿真軟件5隨著計算機在數(shù)值計算領域 的廣泛應用，尤其是有限元法分析在電磁場中的應用，采用電磁場方法精確計算電機的動態(tài)問題已成為可能。利用ANSOFT公司的 Maxwell 2D 軟件提供的二維有限 元仿真環(huán)境建立的同步發(fā)電機的二維有限元模型，可以直觀 地看到 電機磁場的分布情況。選擇氣隙中的一個點，可以計算氣隙的磁密，并以表格形 式記錄

16、 下來；可以看到靜態(tài)下 B6與Ff的曲線；可以得到 電機的空載特性。3) PSPICE仿真軟件6 SPICE是世界著名的模擬電路 仿真標準工具，PSPICE是MicroSim公司當今眾多 SPICE 不同分支中的一種，是用在PC機上作電子線路設計模擬和 仿真的軟件包。PSPICE 5.0的特點是能夠針對具體的電路模型，采取相 應的無源器件、有源器件和電源模型進行描述，然后作由包括直流分析、交流分析和瞬態(tài)分析等相應的分析。因此，利 用PSPICE 5.0對同步發(fā)電機進行數(shù)字仿真，研究其數(shù)學模型，并將其轉(zhuǎn)換為相應的PSPICE電路模型，獲得發(fā)電機三相短路數(shù)據(jù)，解決了由于同步發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及 與之相

17、 應的數(shù)學模型所具有的獨特復雜性，電氣設計人員一直為三相短路精確仿真問題所困擾的問題。PSPICE是根據(jù)電路輸入文件完成相應的模擬，也就是通 過PSPICE的編程來描述 同步發(fā)電機的數(shù)學模型，實現(xiàn)同 步發(fā)電機的建模。4) DSP(TMSF240)仿真軟件7基于 DSP(TMSF240)的 同步發(fā)電機實時仿真系統(tǒng)是系統(tǒng)集檢測、分析、報警于一體，并可以方便地進行同步發(fā)電機的多種工況下的過渡過程和 動態(tài)行為的實時仿真。它能取 代現(xiàn)實中的同步發(fā)電機組與待測勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，從而檢測由勵磁調(diào)節(jié)器性能。在建模與仿真的實現(xiàn)方法上，該系統(tǒng)需要設計軟硬件，采 用主從CPU結(jié)構(gòu)，由主控 模塊、仿真計算核心

18、模塊、 輸入 輸出模塊和定時中斷模塊組成軟件部分。1.3本課題所完成的主要工作本文是對同步發(fā)電機組進行建模與仿真，并分析所建模型的正確性。本課題是在研 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）3究同步發(fā)電機組的數(shù)學模型基礎上，研究單機無窮大系統(tǒng)的狀 態(tài)方程組及勵磁系統(tǒng)和調(diào) 速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，在 Matlab/Simulink 環(huán)境下搭建同步發(fā)電機組的單機對無窮大 系統(tǒng)，分析仿真結(jié)果。主要工作如下：1）在閱讀和研究國內(nèi)外關于發(fā)電機組建模和仿真的文獻基 礎上，結(jié)合同步發(fā)電機組特點，構(gòu)思由整體的同步發(fā)電機組的設計方案。2）研究同步發(fā)電機組數(shù)學模型，結(jié)合參考文獻，得由單 機對無窮大系統(tǒng)的狀態(tài)方程，以及勵磁系統(tǒng)

19、和調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。3）在 Matlab/Simulink 環(huán)境下，搭建單機無窮大系統(tǒng)狀 態(tài)方程和勵磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng) 傳遞函數(shù)，實現(xiàn)同步發(fā)電機 組的仿真模型。4）研究仿真中的初始化問題，對本課題的仿真模型相關變量進行初始化計算，并對模型相關參數(shù)進行設置，最后進行仿真，分析結(jié)果。華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）4 2同步發(fā)電機組數(shù)學模型 2.1同步發(fā)電機數(shù)學模型2.1.1同步發(fā)電機數(shù)學建模概述 同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)非常重要的元件，它是一 種集旋轉(zhuǎn)與靜止、電磁變化和機械運動于一體，實現(xiàn)電能與機械能變換的元件，其動態(tài)性能十分復雜，而其動態(tài)性能 又對 全電力系統(tǒng)的動態(tài)性能有極大的影響。建立的同步發(fā)電

20、機模型的類型、精度直接影響著暫態(tài)穩(wěn) 定數(shù)字仿真的效果，通常在建模之前，為了簡化分析，一般均假設同步電機為理 想同步電機8。在分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定中，同步電機實用模型最重要的 簡化假定是：忽 略定子繞組暫態(tài)過程，從而令定子電壓微分 方程中，這樣就把它化為代數(shù)方 0 dqpp程。另一假定是定子電壓方程中，從而使方程線性化。另外，對實際的同步電機還要1作必要的假定：1）電機磁鐵部分的磁導率為常數(shù)，既忽略磁滯、磁飽和的影響，也不計 渦流及集膚作用的影響。2）對縱軸及橫軸而言，電機轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上是完全對稱的。3）定 子及轉(zhuǎn)子的槽及通風溝等不影響電機轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子的 電感，即認為電機的定子及轉(zhuǎn)子是光滑的。以上的

21、假定在大多數(shù)情況下都能滿足實際工程研究的需 要，下面給由的同步電機 基本方程基于上述假定9。2.1.2 同步發(fā)電機基本方程同步電機數(shù)學模型在 abc坐標下為8階模型。由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和凸極效應，造成發(fā)電機原始方程的系數(shù)是隨著轉(zhuǎn)子位置的角度 （也就是隨著時間）而改變的，這些 方程是屬于所謂的變系數(shù)微分方程，使得方程的求解非常 復雜困難，因此實際分析同步電機時很少采用abc坐標。派克變換是最廣泛應用的坐標變換之一，可以將同步電機 含變系數(shù)的微分方 程 改造”成為常系數(shù)的微分方程。通過派克變換，可以在dq旋轉(zhuǎn)軸上分析研究電機的電磁現(xiàn)象，進而能很好地適應轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)與凸極效應2。經(jīng)派克變換后得到的 dq0

22、坐標下 同步發(fā)電機微分方程， 即派克方程（電壓方程、磁鏈方程），其中的電感參數(shù)均為定 值，從 而非常有利于同步電機動態(tài)分析與計算。2.1.3 同步發(fā)電機三階模型在建立同步發(fā)電機的數(shù)學模型時，詳簡不同的數(shù)學模型 ，其主要區(qū)別在于電機的轉(zhuǎn)子繞組數(shù)10,如果轉(zhuǎn)子 D軸、Q軸各有兩個繞組，且每一個 轉(zhuǎn)子繞組有一個一階微分方程，那么則稱之為轉(zhuǎn)子四階模型，連同轉(zhuǎn)子運動方程為兩階方程，則整個發(fā)電機方程組為 六階模型。如果轉(zhuǎn)子繞組數(shù)減少，則發(fā)電機方程組的階數(shù)也相應減 少。不同階的模型，可 以在不同目的電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)字仿真中使用11。在實用電力系統(tǒng)動態(tài)分析中，當計及勵磁系統(tǒng)動態(tài)時，最簡單的模型就是三階模型，由于

23、它簡單而又能計及勵磁系 統(tǒng)動態(tài)，因 此廣泛的應用于精度要求不十分高，但仍需計 及勵磁系統(tǒng)動態(tài)的電力系統(tǒng)分析中。本文 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）5中將只考慮機組f繞組的電磁暫態(tài)以及轉(zhuǎn)子運動過程 ，不考慮轉(zhuǎn)子阻尼 繞組的暫態(tài)過程，即 所建模型為三階模型。1）等效實用變量的定義：a）定子勵磁電動勢Ef :（2-l）adfffX Eu rb）電機q軸空載電動勢 Eq（又稱Xd后面的電動勢）：（2- 2） qad f EX i c）電機q軸瞬變 電動勢（又稱X' d后面的電動勢）：q E（2- 3） qad ffXEX2）置換用的變量表達式推導：因為，所以 0時浮血 （2-4） 0000

24、ad ffad fq f X EuX iE r由發(fā)電機基本電壓方程可得：（2-5） 000000qda qqd daq ur iEX ir i（其中,）000dd dad f X iX i由發(fā)電機基本磁鏈方程可知：（2-6） fad dff X iX i 將上式代入式（2-3）: （2-7） 2 adad qfad f ff XX EX i XX因為一所以我們可以得到：2 ad dd f X XX X（2- 8）（） qqddd EEXXi根據(jù)式（2-5）和式（2-8）可得：(2- 9) OOOOqqd da q uEX ir i用相量圖可以表示，和之間的關系，如圖(2-1):0q u 0q

25、E 0q E華北電力大學本科畢 業(yè)設計(論文)6qiV 1 GI GV d u d i d S)0( xq 00fq EEq u ddl X Oq E ddl X qd EGqljx 圖2-1，和之間的相量關系 0q u 0q E 0q E 3)定子 電壓方程：根據(jù)電壓、磁鏈方程(派克方程)，消去、，得到：d q(2-10) ddqa dq qa d upr iX ir i(2-11) qqda qqd da q upr i EX if i4)轉(zhuǎn)子勵磁繞組電壓方程：根據(jù)電壓方程，兩邊同乘以，可得：ffiffupr 1 adfXr(2-12)ad ffqfXpEEr 因為, 所以：0 f ad

26、ad ffqd fffXXX ET rXrdoqfqdTEEE dt(2-13)fqddd EEXXi其中，為勵磁繞組時間常數(shù)。OfdfXTr 5)轉(zhuǎn)子運動方程：()memd qq dd HPPPii dtmqddqq qd PEX iiX ii華北電力大學本科畢業(yè)設計(論文)7 (2-14) mq qdqd q PE iXXi i(2-15)1 d dt若計及轉(zhuǎn)子的阻尼效應，則式(2-12)可以修改為：(2-16)1 mq qdqd q d 1IDPE iXXi i dl其中，為發(fā)電機組阻尼系數(shù)。D式(2-13)、(2-14)和(2-15)即構(gòu)成同步發(fā)電機的三階模型。2.1.4 單機無窮大系

27、統(tǒng) 如圖2-2所示單機無窮大系統(tǒng)： 同步發(fā)電機變壓器 T輸電線路L VtVs圖2-2單機-無窮大 系統(tǒng) 系統(tǒng)電壓為 Vs恒定不變，變壓器和線路電抗為。則可以求生：l X (2- 17)C0Sq$ddEViX(2-18) sin s q q V i X其中一；ddlXXX qqlXXX 將式(2-17)、(2-18)代入式(2-13),即得到單機無窮大系統(tǒng)的電壓 方程：(2-19)0 1 sin dd q fqqs dd XXdE EEEV dtTX電磁功率方程：eqdqdq PEXXiicos sin qs sqdq dq EV V EXX XX(2-2()2 sin2 sin 2 sdq s

28、 q dqd VXX V eXXX華北電力大學本科畢業(yè)設計(論文)8 2.2勵磁系統(tǒng)數(shù)學模型 2.2.1同步發(fā)電機勵磁 自動控制系統(tǒng)概述供給同步發(fā)電機勵磁的裝置稱為勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機組的重要組成部分，它由自動勵磁調(diào)節(jié)器和勵磁功率單元組成。自動勵磁調(diào)節(jié)器分機電式勵磁調(diào)節(jié)器、半導體勵磁調(diào)節(jié)器和計算機勵磁調(diào)節(jié)器。勵磁功率單元分為直流電源勵磁和交流電源勵磁。直流電源勵磁的電源為直流勵磁機。交流電源勵磁包括交流電源和整流器兩部分。隨著自動化技術的進步，勵磁調(diào)節(jié)器經(jīng)歷了電磁式、模擬半導體式和數(shù)字式等幾個發(fā)展階段。目前，電力系統(tǒng)中運行的勵磁調(diào)節(jié)器種類很多、類型各異，但就控制規(guī)律而言，絕大多數(shù)屬于

29、比例式調(diào)節(jié)器。勵磁系統(tǒng)和發(fā)電機組成一個反饋自動控制系統(tǒng)一一發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)。為保 證同步電機的正常運行，勵磁系統(tǒng)應能夠穩(wěn)定地提 供同步電機從空載到滿載以及過載時所需的勵磁電流，勵磁電流的改變會引起機端電壓或無功功率的變化。勵磁自動控制系 統(tǒng)按預定要求調(diào)節(jié)勵磁電流，起到如下作用：1）電力系統(tǒng)正常運行時，維持發(fā)電機或系 統(tǒng)莫點電壓水平； 2）合理分配發(fā)電機間的無功負荷。發(fā)電機的無功負荷與勵磁電流有著密切的關系，勵磁電流的自動調(diào)節(jié)，要影響發(fā)電機間無功負荷的分配，所以對勵 磁系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)特性有一定的要求；3）在電力系統(tǒng)發(fā)生短路 故障時，按規(guī)定的要求強行勵磁；4）提高電力系統(tǒng)靜穩(wěn)定極 限；5）加快

30、系統(tǒng)電壓的恢復，改善系統(tǒng)工作條件。為了使自動勵 磁控制系統(tǒng)充分發(fā)揮上述作用，裝置應滿 足如下幾點基本要求：1）在正常情況下，能根 據(jù)機端電壓的變化自動地改變勵磁 電流，維持發(fā)電機電壓值在給定水平；2）并列運行發(fā) 電機上裝有自動勵磁調(diào)節(jié)器時，應能穩(wěn)定分配機組間的無功負 荷；3）電力系統(tǒng)發(fā)生故障 導致電壓降低時，勵磁系統(tǒng)應有 很快的響應速度和足夠大的強勵頂值電壓，以實現(xiàn)強行勵磁的作用；4）裝置要簡單可靠， 動作要迅速，調(diào)節(jié)過程要穩(wěn) 定。調(diào)節(jié)系統(tǒng)應無失靈區(qū)，以保證在人工穩(wěn)定區(qū)內(nèi)運行 12 o為了研究勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，就必須設計合理的勵磁調(diào)節(jié)器模型，通過仿真來深入了解不同參數(shù)下的勵磁系統(tǒng)對

31、改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。對勵磁自動控 制系統(tǒng)建立數(shù)學模型，需要根據(jù)建模的目 的和控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作條件做由一些假設，這樣建立的數(shù)學模型能夠突生主要矛盾，使數(shù)學式簡化、物理意義 清楚。因此，由 同一個勵磁系統(tǒng)所構(gòu)成的發(fā)電機勵磁自動控制 系統(tǒng)用于不同目的時建立的數(shù)學模型是不相同的。例如，用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究時一般都要進行較多的簡化，只剩下最能表達勵 磁系統(tǒng)本質(zhì)特性的部分；用于研究 勵磁系統(tǒng)性能的數(shù)學模型就要較少簡化，以使結(jié)果盡量精確13 o本文將所建模型屬于前者。2.2.2同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)數(shù)學模型實際電力系統(tǒng)中，勵磁系統(tǒng)的種類繁多，各不相同，本文勵磁系統(tǒng)是 以下面的結(jié)構(gòu) 華北電力大學本科畢業(yè)設計（論文）9來進行設計的。電壓測量單元綜合放大單元適應單元勵磁功率單 元