基于IPMT的励磁系统用户自定义模型设计与仿真研究

论文摘要

励磁系统本身种类繁多,再加上不断研发的新型号,因此电力系统仿真软件中需要建立大量的励磁系统模型。本文的目的就是采用一种新的建模方法进行用户自定义设计,提高励磁系统建模设计过程的效率。本文首先对励磁系统的作用、发展历史与现状进行了简要介绍,详细叙述了励磁系统的组成:主励磁系统、发电机端电压测量与负载补偿、保护与限幅环节、辅助调节器和励磁调节器,并介绍了相关的工作原理。对这五部分的详细阐述是建立励磁系统用户自定义程序的基础,而且是用户自定义模块设计的直接依据。其后,本文论述了用户自定义建模（User Defined Modeling-UDM）的产生原因、及其在电力系统仿真领域的发展情况,详细阐述了UDM的原理及其构成。并介绍了一些国内外主要的电力系统仿真软件中UDM主要现状和存在的问题,它们集中表现为:（1）程序利用专业的仿真语言或宏命令以使用户建立自定义的元件模型或计算功能,这样做增加了其操作和使用难度,提高了软件使用门槛;（2）大部分UDM的数据是通过频繁的读写磁盘文件,这样就大大降低仿真的效率;（3）对已有仿真模型的利用率不高,每次仿真都需重新编写程序。针对以上这三方面的缺陷,本文提出了利用改进后的嵌入式建模技术（Improved Plug-in Modeling Technique-IPMT）来进行UDM设计。本章首先在介绍了嵌入式模拟技术（Plug-in Modeling Technique-PMT）的原理以及其缺点,引入IPMT,然后依照第二章所述的UDM的组成顺序,具体阐述了应用IPMT技术如何建立用户自定义程序;提出了建立UDM传输模块合并和分割的依据,给出了传输文件的格式范例;论述了UDM的初值平衡问题的重要性并给出了找出平衡点的关键;并给出了励磁系统用户自定义程序的初始化流程图和仿真程序流程图。最后本文通过算例验证了应用IPMT建立的用户自定义程序（UDM）的准确性,以及如何利用已有仿真模型结合IPMT提高开发效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 励磁系统的发展
• 1.2 励磁系统的组成
• 1.3 主励磁系统的分类
• 1.3.1 直流励磁机
• 1.3.2 交流励磁机
• 1.3.3 静止励磁系统
• 1.4 电压测量与负载补偿环节
• 1.5 幅值限制环节
• 1.6 辅助调解器——电力系统稳定器的数学模型
• 1.7 励磁调节器
• 1.7.1 直流励磁机励磁系统
• 1.7.2 交流励磁机励磁系统
• 1.7.3 静止励磁系统
• 1.8 本章小结
• 第二章 用户自定义建模方法
• 2.1 用户自定义建模方法的发展历史
• 2.2 用户自定义建模方法（UDM）的原理
• 2.2.1 用户系统和主系统之间的关系
• 2.2.2 UDM的功能构成
• 2.3 用户自定义建模方法（UDM）的发展现状
• 2.3.1 常用商业软件UDM模块介绍
• 2.3.2 用户自定义模型方面一些其他成果
• 2.4 本章小结
• 第三章 应用IPMT建立励磁系统的UDM
• 3.1 嵌入式建模技术原理
• 3.2 对嵌入式建模技术的改进
• 3.3 应用IPMT方法建立励磁系统用户自定义模型
• 3.3.1 基本功能模块库
• 3.3.2 传输文件的格式
• 3.3.3 建立用户自定义模型的初值平衡问题
• 3.3.4 励磁系统用户自定义程序的流程图
• 3.4 本章小结
• 第四章 用IPMT方法建立励磁系统UDM的仿真算例分析
• 4.1 验证基于IPMT的UDM的准确性
• 4.2 验证基于IPMT的UDM的扩展性
• 第五章 结论与展望
• 附录
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢