淺談勵磁調節器的應用控制研究

陳　章（湖北工業大學,武漢　430068）

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淺談勵磁調節器的應用控制研究

陳章
（湖北工業大學,武漢430068）

摘 要：近年來隨著我國用電規模的不斷增加，發動機的容量也越來越大，對于電力參數的穩定性提出了比較高的要求。如何合理地保持發電過程中的電力參數處于穩定的狀態，成為了發電企業關注的重點，勵磁調節器對于保障發電機的安全運行和電網的穩定具有重要的作用。目前數字勵磁調節器在電力系統中得到了廣泛的應用，因此應當加強其應用的研究。

關鍵詞：勵磁調節器；應用；研究

0　引言

在我國的電網運行過程中，對相應的電力參數進行了明確的規定，但是由于發電過程中多種因素的干擾和影響，導致一些電力參數和指標發生了扭曲和畸變，需要采取有效的措施保證電力參數處于合理范圍內。通過對相關的電力參數進行實時檢測和追蹤，并且應用勵磁調節器對相關參數進行校正和控制，能夠有效保證電力系統的穩定可靠運行。

1　勵磁調節器簡介

1.1勵磁調節器的定義

勵磁調節器具有保持發電機電壓穩定，實現機組無功功率的合理分配以及保持電力系統穩定等重要性能，是勵磁控制系統的重要組成部分。勵磁是根據電磁感應的原理，在同步發動機轉子運動的過程中形成磁場，為發動機提供勵磁電流以及相關設備就組成了勵磁調節系統。近年來隨著計算機技術和現代控制理論的發展，勵磁調節器也實現了快速的發展，由過去的模擬勵磁調節器發展到了現在常用的數字勵磁調節器。勵磁調節器是勵磁系統的重要組成部分，主要是用來調節同步發動機運行過程中的勵磁電流；目前勵磁調節器能夠實現信息的輸入與輸出，對電力參數具有準確的控制作用。隨著電力系統的普及，電力系統出現了非線性耦合化等特點，對于電力系統的控制和調節提出了比較高的要求。現代勵磁調節器也逐漸出現了智能化的特點，能夠根據系統的運行狀態作出自我調整，保證系統處于最優狀態。

1.2勵磁調節器的特點

數字勵磁調節器借助了現代計算機技術的優點，能夠實現高精度調節，而且其準確率比較高。數字勵磁調節器借助了軟件處理的方式，信號處理的精度比較高，而且能夠實現對多個參數的設定和控制等；同時這些參數的穩定性比較高，一般不會受到其它元件性能的影響。由于現代半導體技術的快速進步，簡化了硬件設備，也提高了勵磁調節器的可靠性，特別是在采用了多個處理器的勵磁調節器中，處理器之間可以相互切換，能夠滿足長期工作的需要。數字勵磁調節器還能夠實現通訊的功能，能夠和監控系統實現互聯互通，最終實現遠程控制；同時數字勵磁調節器也是發電廠控制系統的重要組成部分，能夠實現信息的傳遞和執行，實現機組的實時調節。數字勵磁調節器的智能化水平比較高，能夠實現自檢的需要，能夠及時發現設備的故障；由于應用了現代半導體技術，勵磁調節器的更新升級也非常方便，一般情況下只需要對軟件進行改進，硬件不需要做大的變動，提高了勵磁調節器的工作效率。

2　勵磁調節器的應用控制研究

選擇合理的控制方式對于電力系統的穩定運行具有重要的影響，在目前所采取的控制措施中，主要采用電氣制動控制、發電機勵磁控制等多種方式。其中數字勵磁調節器的應用比較普遍，而且發揮了重要的作用，取得了比較好的控制效果。不同的控制模型和控制方法能夠滿足不同工程的需要，在應用的過程中應當根據實際情況建立合理的數據模型，提高控制的準確性。

2.1模糊PID勵磁控制器的應用

一般的PID勵磁控制器結構簡單，而且容易實現，具有魯棒性，控制的精度比較高，能夠滿足一般的工業應用。模糊控制的算法比較簡單，能夠適應不同環境的需要，而且不受控制對象數據模型的影響。通過將模糊控制和PID控制結合起來，能夠實現彌補兩者之間的不足。在模糊控制中輸出的數據為模糊量，不能被控制對象所識別，需要將這些物理量進行轉化為能夠控制的物理量，這就需要進行解模糊運算，為了得到比較精確的數據，可以考慮采用重心法。經過仿真模擬之后發現其調節的時間比較短，而且響應的速度快，控制的效果比較好，能夠滿足控制的需要。

2.2魯棒控制的應用

在實際的應用中，由于電力系統的復雜性和非線性，模糊PID勵磁控制器難以滿足電力系統的需要，在這種情況下需要考慮魯棒控制方法。電力系統運行過程中的動態化和各種不可預測的特點，需要控制系統中具有一定的魯棒性。魯棒控制系統能夠滿足電力系統中不確定因素的需要，能夠進一步提高系統的穩定性，比較符合現實的需要。魯棒控制主要分為魯棒性分析和魯棒性綜合兩個方面，魯棒性分析是在不確定因素的情況下，得出滿足系統需要的相應指標。魯棒綜合性問題是根據系統的模型和結構，設計出針對性的魯棒控制器，達到調節的效果。魯棒控制最大程度低限制了系統的干擾，特別是對于非線性的電力系統，魯棒控制器具有比較好的調節效果。魯棒控制對于解決不確定問題非常有效，在實際應用中存在著比較多的方法，可以根據需要選擇合適的模型。魯棒控制的特點是在滿足控制要求的前提下，盡可能地降低誤差。在實際的應用過程中，由于電力系統中的參數時刻發生變化，因此需要建立參數攝動的多機魯棒控制模型。

3　結束語

勵磁調節器作為電力系統中的重要控制調節設備，對于保持電網的穩定運行具有重要的幫助。計算機技術的發展提高了勵磁調節器的控制能力，使勵磁調節器能夠快速響應，實現精準調控。半導體技術的進步實現了芯片的集成化，簡化了設備的結構，同時也提高了勵磁調節器的可靠性。通過建立合理的數學模型，結合控制理論和電力系統控制的需要，能夠有效滿足電力系統穩定可靠運行的需要。

參考文獻：

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[2]郭謀發,楊耿杰.基于OPC的改進PID勵磁調節器[J].電力自動化設備,2009(11):120-123+143.

作者簡介：陳章,男，湖北武漢人，在讀碩士，研究方向：控制工程專業。

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