New concept of synchronous generator control based on stability theory of non-linear multimachine system model

• Autorzy: Machowski J.

Warianty tytułu

PL

Koncepcja nowego układu regulacji generatora synchronicznego oparta na teorii stabilności nieliniowego modelu systemu elektroenergetycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An optimal control strategy for a synchronous generator as part of a multi-machine power system has been derived mathematically in this paper. In the derivation the non-linear model of the power system is used with the generator represented by the third-order (simplified Park's) model. Using Lyapunov's direct method it is shown that the damping produced by the proposed control strategy is additive in the multi-machine system, what means that each of the synchronous generators contributes positively to the overall damping of the power swings. The excitation control system based on the proposed control strategy is hierarchical and has a different structure to the traditional voltage regulator with power system stabiliser. In the proposed structure, a primary controller damps quickly any power swings by controlling the synchronous electromotive force of the generator. A secondary controller maintains constant generator voltage and adjusts the reference value of the primary controller to the actual operating conditions. Operation of the proposed excitation control system has been tested by simulation and results have shown its excellent performance.

PL

Klasyczny układ regulacji generatora synchronicznego jest układem regulacji napięcia generatora działającym z pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego. Układ taki dobrze reguluje napięcie generatora przy powolnych zmianach obciążenia lecz w pewnych stanach obciążenia systemu elektroenergetycznego może przyczyniać się do pogorszenia jego stabilności i powstawania słabo tłumionych kołysań mocy. Dla uniknięcia niekorzystnego wpływu regulatora napięcia na tłumienie kołysań mocy do układu regulacji wprowadza się dodatkową pętlę sprzężenia zwrotnego nazywaną stabilizatorem systemowym. Z praktyki i licznych prac teoretycznych wiadomo, że rozwiązanie takie ma jednak kilka istotnych wad. W niniejszym referacie proponuje się zupełnie nowy układ regulacji generatora synchronicznego o strukturze odmiennej niż tradycyjna. Zasada działania proponowanego układu regulacji jest udowodniona w sposób ścisły na drodze matematycznej na podstawie teorii sterowania optymalnego i analizy stabilności nieliniowego modelu wielomaszynowego systemu elektroenergetycznego. Proponowany układ jest układem hierarchicznym dwupoziomowym. Zadanie tłumienia kołysań mocy i poprawy stabilności powierzone jest bardzo szybkiemu regulatorowi pierwotnemu, zaś zadanie regulacji napięcia generatora powierzone jest dużo wolniejszemu regulatorowi wtórnemu. Zalety proponowanego układu potwierdzone są badaniami symulacyjnymi omówionymi w referacie.

Słowa kluczowe

EN

electrical power engineering; multimachine power system; synchronous generators; mathematical models

PL

elektroenergetyka; system elektroenergetyczny wielomaszynowy; generatory synchroniczne; modele matematyczne

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 47, nr 4
• Strony: 429--448
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Machowski J.

• Warsaw University of Technology