浅谈励磁调节器的应用控制研究

陈　章（湖北工业大学,武汉　430068）



浅谈励磁调节器的应用控制研究

陈章
（湖北工业大学,武汉430068）

摘 要：近年来随着我国用电规模的不断增加，发动机的容量也越来越大，对于电力参数的稳定性提出了比较高的要求。如何合理地保持发电过程中的电力参数处于稳定的状态，成为了发电企业关注的重点，励磁调节器对于保障发电机的安全运行和电网的稳定具有重要的作用。目前数字励磁调节器在电力系统中得到了广泛的应用，因此应当加强其应用的研究。

关键词：励磁调节器；应用；研究

0　引言

在我国的电网运行过程中，对相应的电力参数进行了明确的规定，但是由于发电过程中多种因素的干扰和影响，导致一些电力参数和指标发生了扭曲和畸变，需要采取有效的措施保证电力参数处于合理范围内。通过对相关的电力参数进行实时检测和追踪，并且应用励磁调节器对相关参数进行校正和控制，能够有效保证电力系统的稳定可靠运行。

1　励磁调节器简介

1.1励磁调节器的定义

励磁调节器具有保持发电机电压稳定，实现机组无功功率的合理分配以及保持电力系统稳定等重要性能，是励磁控制系统的重要组成部分。励磁是根据电磁感应的原理，在同步发动机转子运动的过程中形成磁场，为发动机提供励磁电流以及相关设备就组成了励磁调节系统。近年来随着计算机技术和现代控制理论的发展，励磁调节器也实现了快速的发展，由过去的模拟励磁调节器发展到了现在常用的数字励磁调节器。励磁调节器是励磁系统的重要组成部分，主要是用来调节同步发动机运行过程中的励磁电流；目前励磁调节器能够实现信息的输入与输出，对电力参数具有准确的控制作用。随着电力系统的普及，电力系统出现了非线性耦合化等特点，对于电力系统的控制和调节提出了比较高的要求。现代励磁调节器也逐渐出现了智能化的特点，能够根据系统的运行状态作出自我调整，保证系统处于最优状态。

1.2励磁调节器的特点

数字励磁调节器借助了现代计算机技术的优点，能够实现高精度调节，而且其准确率比较高。数字励磁调节器借助了软件处理的方式，信号处理的精度比较高，而且能够实现对多个参数的设定和控制等；同时这些参数的稳定性比较高，一般不会受到其它元件性能的影响。由于现代半导体技术的快速进步，简化了硬件设备，也提高了励磁调节器的可靠性，特别是在采用了多个处理器的励磁调节器中，处理器之间可以相互切换，能够满足长期工作的需要。数字励磁调节器还能够实现通讯的功能，能够和监控系统实现互联互通，最终实现远程控制；同时数字励磁调节器也是发电厂控制系统的重要组成部分，能够实现信息的传递和执行，实现机组的实时调节。数字励磁调节器的智能化水平比较高，能够实现自检的需要，能够及时发现设备的故障；由于应用了现代半导体技术，励磁调节器的更新升级也非常方便，一般情况下只需要对软件进行改进，硬件不需要做大的变动，提高了励磁调节器的工作效率。

2　励磁调节器的应用控制研究

选择合理的控制方式对于电力系统的稳定运行具有重要的影响，在目前所采取的控制措施中，主要采用电气制动控制、发电机励磁控制等多种方式。其中数字励磁调节器的应用比较普遍，而且发挥了重要的作用，取得了比较好的控制效果。不同的控制模型和控制方法能够满足不同工程的需要，在应用的过程中应当根据实际情况建立合理的数据模型，提高控制的准确性。

2.1模糊PID励磁控制器的应用

一般的PID励磁控制器结构简单，而且容易实现，具有鲁棒性，控制的精度比较高，能够满足一般的工业应用。模糊控制的算法比较简单，能够适应不同环境的需要，而且不受控制对象数据模型的影响。通过将模糊控制和PID控制结合起来，能够实现弥补两者之间的不足。在模糊控制中输出的数据为模糊量，不能被控制对象所识别，需要将这些物理量进行转化为能够控制的物理量，这就需要进行解模糊运算，为了得到比较精确的数据，可以考虑采用重心法。经过仿真模拟之后发现其调节的时间比较短，而且响应的速度快，控制的效果比较好，能够满足控制的需要。

2.2鲁棒控制的应用

在实际的应用中，由于电力系统的复杂性和非线性，模糊PID励磁控制器难以满足电力系统的需要，在这种情况下需要考虑鲁棒控制方法。电力系统运行过程中的动态化和各种不可预测的特点，需要控制系统中具有一定的鲁棒性。鲁棒控制系统能够满足电力系统中不确定因素的需要，能够进一步提高系统的稳定性，比较符合现实的需要。鲁棒控制主要分为鲁棒性分析和鲁棒性综合两个方面，鲁棒性分析是在不确定因素的情况下，得出满足系统需要的相应指标。鲁棒综合性问题是根据系统的模型和结构，设计出针对性的鲁棒控制器，达到调节的效果。鲁棒控制最大程度低限制了系统的干扰，特别是对于非线性的电力系统，鲁棒控制器具有比较好的调节效果。鲁棒控制对于解决不确定问题非常有效，在实际应用中存在着比较多的方法，可以根据需要选择合适的模型。鲁棒控制的特点是在满足控制要求的前提下，尽可能地降低误差。在实际的应用过程中，由于电力系统中的参数时刻发生变化，因此需要建立参数摄动的多机鲁棒控制模型。

3　结束语

励磁调节器作为电力系统中的重要控制调节设备，对于保持电网的稳定运行具有重要的帮助。计算机技术的发展提高了励磁调节器的控制能力，使励磁调节器能够快速响应，实现精准调控。半导体技术的进步实现了芯片的集成化，简化了设备的结构，同时也提高了励磁调节器的可靠性。通过建立合理的数学模型，结合控制理论和电力系统控制的需要，能够有效满足电力系统稳定可靠运行的需要。

参考文献：

[1]彭钢.PSVR 100励磁调节器的研制与应用[J].华电技术,2012(03):13-17+82.

[2]郭谋发,杨耿杰.基于OPC的改进PID励磁调节器[J].电力自动化设备,2009(11):120-123+143.

作者简介：陈章,男，湖北武汉人，在读硕士，研究方向：控制工程专业。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.188