1. 研究目的与意义
同步发电机是电力系统之中最常用的交流发电机,也是最复杂的元件,它的静态和暂态特性与其控制和保护直接相关。
同步发电机建模和仿真是电力系统研究的重要手段之一。
通过本课题,能够基本掌握同步发电机的电气参数特点、暂态和动态特定、励磁器和调速器的控制特点、故障分析等。
2. 课题关键问题和重难点
(1)熟悉和掌握电力系统暂态稳定性分析的基本理论、初步了解MATLAB(2)掌握和了解电力系统暂态稳定性和分析发电机的暂态数学模型(3)对发电机、变压器、线路及负荷的数学模型进行分析并分类整理;确定用于机电暂态分析的模型;用MATLAB的Simulink建立用于暂态稳定性分析的模型;(4)学会使用MATLAB的simulink系统完成下列基本功能:1、同步发电机三相短路故障设置;2、对单机无限大容量系统的暂态稳定性分析;3、对双机系统的暂态稳定性分析(5)用用MATLAB的simulink完成同步发电机本身及其控制系统(励磁器、调速器)的完整动态模型及简化模型,内容包括描述方程式、等值电路、参数设置、分析方法及结果解读和应用;MATLAB以及Simulink应用。
3. 国内外研究现状(文献综述)
MATLAB 语言是一种面向科学与工程计算的高级语言,它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络和图象处理等功能于一体,具有极高的编程效率。
它是一个高级的数学分析与运算软件,可用作动态系统的建模与仿真。
而SIMULINK软件是在MATLAB下的一种用来实现计算机仿真的软件工具,Simulink软件可以建模,仿真和分析动态系统。
4. 研究方案
同步发电机的控制系统分为调速器和励磁器,同步发电机在运行过程中,其内部的磁场分布和感应电势的变化规律相当复杂,通常用一组一阶常系数 或变系数的微分方程组来描述。
(1)熟悉和掌握同步发电机的参数、等值电路;掌握和了解同步发电机的基本方程、动态模型;了解同步发电机简化模型;(2)学习掌握和应用MATLAB中的Simulink,会建立两个基于MATLAB Simulink用于暂态稳定性分析的系统模型(单机、双机系统)(3)撰写一篇有关该系统模型的使用说明(内容包括建立系统接线图、录入数据、启动计算、输出结果、解读输出报告等)(4)撰写一篇应用研究论文。
5. 工作计划
第1周 毕业设计课题相关知识复习;第2周 查找有关课题的参考书和中英文文献;第3周 阅读有关课题的书籍及文献;第4周 同步发电机及其控制系统数学模型;第5周 开始翻译一篇与课题有关的英文文献;第6周 学习MATLAB SIMULINK的使用方法;第7周 学习DEMOS使用SPS 建立简单的系统模型;第8周 通过SPS 建立单机无穷大系统;第9周 励磁器控制系统构建;第10周 励磁器控制系统构建、封装及调试第11周 单机无穷大系统模型数据录入;第12周 整个系统模型调试;第13周 使用说明书整理;第14周 完善分析模型,论文撰写;第15周 毕业论文答辩以及后期修改。
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