智能控制1前言随着大功率机组的投产,国内外陆续发生多起轴系扭振造成机组严重损毁的重大事故。仅1969年至1988年间国内外扭振引起的轴系事故就达30多起尤其是1999年以来,我国发生了机组轴段多处断裂的恶性事故。
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大型汽轮发电机组轴系扭振的一个显著特点就是机电耦合的扭振,因此网机扭振问题引起设计、制造、科研和运行各方面的高度重视。对网机扭振的预测和控制的研究不仅具有重大的理论意义,而且对于灾变防治和经济运行具有极大的工程应用价值。我国已将此类问题列为国家重点基础研究发展规划项目进行研究,本综述就是开展此项研究工作的需要而提出的。
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2机电扰动下的轴系扭振引起轴系扭振的电气扰动包括电气短路故障、自动重合闸、非同期并网、甩负荷及串联电容补偿、高压直流输电的调节环节和电力系统稳定器等不适当配置等机械方面的扰动有调速系统晃动、快控汽门等。机电扰动下的轴系扭振分为三种形式,即次同步共振(SSR)、超同步共振和振荡扭矩冲击性扭振2.1次同步共振诱发SSR的主要因素有串联电容补偿,直流输电,加装不当的电力系统稳定器,发电机励磁系统,可控硅控制系统和电液调节系统的反馈作用等。国内外对其机理、分析方法、防止和抑制措施已进行了大量的研究,并取得一定的效果。下面就采用控制与调节手段抑制SSR加以介绍。
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为提高输电能力在电力系统中串联电容补偿是产生SSR的主要原因,国内外所做的大量研究主要是通过对励磁系统的改进来抑制SSR的。1975年文献首次使用励磁系统抑制轴系扭振,提出的用发电机无功功率作为反馈信号的负阻尼稳定器(NDS)扩大了稳定区域。文献用有功功率和无功功率作为NDS的输入信号,得到了一个鲁棒稳定系统。但此类控制器通常只能抑制很少几种扭振模态。70年代提出的电力系统稳定器(PSS),*初是用来阻尼系统低频振荡的。文献分析了PSS对扭振的阻尼作用及多参数反馈的线性励磁控制的可行性,并提出用线性*优励磁控制(LOEC)抑制多个不稳定扭振模态,在大范围电容补偿下,能有效地稳定易发生SSR的系统。文献[6]提出用相邻质量块之间的扭角差作为反馈量,得到附加次*优励磁控制器,分析表明系统的特征值明显左移。但由于*优励磁控制设计较复杂,反馈量不易测量,至今未付诸实施。文献[7]提出了用模态控制理论设计PSS为发电机提供阻尼力矩,文献[8]提出在静态无功补偿器和励磁控制器中,用人工神经网络(ANN)适应控制器增益来阻尼SSR,时域仿真都证明了它们的有效性。