介紹陜西延安柴油發電機組調速方法 １面向Simulink數字調速系統框圖 　　在建立了陜西延安柴油發電機組調速系統的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規PID控制，變速積分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的調速系統框圖。 　　１．１常規PID控制 　　首先看常規PID控制，下面是它的系統仿真框圖，這是常規采用的PID控制系統圖，通過對真實控制系統繪制仿真框圖，觀察采用常規PID控制效果。 　　１．２不完全微分PID控制 　　下面是不完全微分PID控制系統仿真框圖,圖２不完全微分PID控制系統仿真框圖這是在常規PID基礎上進行了不完全微分，這是用來改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　　１．３變速度積分PID控制　 　　下面是變速度積分PID控制系統仿真框圖。 　　１．４模糊PID控制　 　　自適應模糊PID控制是將自適應控制的思想和常規PID控制器結合，吸收了自適應控制和常規PID控制的優點。首先它具備自適應能力，能夠自動識辨被控過程參數、自動整定控制參數，能夠適應被控過程模型參數的變化；其次它又具有常規PID控制器結構簡單、魯棒性強、可靠性高的優點。這使得自適應PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法。　 　　如果用模糊控制箱設計出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系統仿真模型，把模糊控制器模塊和我們設計的ＦＩＳ結構連接起來，就可以對它進行仿真研究了，系統仿真框圖的建立關鍵是對ＰＩＤ三個參數Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時刻三個參數的相互作用和它們之間的關系。 　　下面從系統的穩定性、響應速度、超調量和穩態精度等各方面來考慮Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊規則表。 　　（１）比例系數Ｋｐ的作用是加快系統的響應速度，提高系統的調節精度。Ｋｐ越大，系統的響應速度越快，系統的調節精度越高，但容易產生超調，可能會導致系統不穩定。Ｋｐ取值過小，會降低調節精度，使響應速度變慢，延長調節時間，使系統動態和靜態特征變壞。 　　（２）積分作用系數Ｋｉ的作用是系統的穩態誤差。Ｋｉ越大，系統的靜態誤差越快，但Ｋｉ過大，在響應過程的初期會產生積分飽和現象，從而引起響應過程的較大超調。但Ｋｉ過小會使系統的靜態誤差難以，影響系統的調節精度。 　　（３）微分的作用系數Ｋｄ的作用是改善系統的動態特征，其主要作用是在響應過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進行提前預報。但Ｋｄ過大，會使響應過程提前制動，延長了調節時間，而且會降低系統的抗干擾性能。下面是進行模糊控制PID控制的系統仿真框圖。 　　２對系統進行仿真研究 　　建立了系統的仿真框圖后，就可以對系統進行仿真研究，就可以比較采用常規PID控制和變積分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自適應PID控制的比較，并具體分析我們采用的模糊控制系統仿真框圖自適應控制時的仿真效果。對系統進行仿真有助于我們對陜西延安柴油發電機組調速系統的快速理解，并初步地分析出我們需要的控制參數，對系統的研究有積極作用。 　　系統仿真圖通過ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱實現，同時根據自己控制系統的具體特點和要求來建立的，基本可以反應控制系統的基本情況，可以起到很好的仿真模擬作用。 　　首先，比較常規PID控制和變積分PID控制，變速積分PID通過改變積分項的累加速度，使得它和偏差大小相適應，偏差大的時候，積分慢；偏差小時，積分快，這就可以減少超調，同時更好地靜差。 　　下面比較一下常規PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的區別。不完全微分就是在PID算法中引入了一個一階慣性環節，使得系統性能得到改善，在改善系統動態特性的時候又盡量減少高頻干擾。 　　 介紹模糊自適應控制和常規PID的比較，并對模糊自適應控制的仿真進行分析。這些都是基于前面建立的陜西延安柴油發電機的系統模型的 　　可見模糊PID控制器和常規PID控制相比，它使得系統響應的超調時間減小，曲線更平整，反應時間加快了，控制效果明顯更好了。同時模糊PID控制器在控制過程前期具有模糊控制器的特點，而在控制過程后期具有PID調節器的所有優勢，是一種性能優良的控制器，所以在實際使用中可以選用模糊自適應控制方法。

發電機逆功率保護學習 發電機逆功率保護 　　發電機逆功率保護又稱功率方向保護。一般而言，發電機的功率方向應該為由發電機流向母線，但是當發電機失磁或其他某種原因，發電機有可能變為電動機運行，即從系統中吸取有功功率。這就是逆功率。當逆功率達到一定值時，發電機的保護動作，或動作于發信號或動作于跳閘。 　1、概述說明 　　并網運行的汽輪發電機，在汽輪機的主汽門關閉之后，便作為同步電動機運行：吸收有功功率而拖著汽輪機轉動，可向系統發出無功功率。由于汽輪機主汽門已關閉，汽機尾部葉片與殘留蒸汽產生摩擦而形成鼓風損耗，長期運行過熱而損壞。燃氣輪機和水輪機也主要是對原動機的損害。發電機逆功率保護主要保護汽輪機不受損害。 　　對汽輪機逆功率保護的整定計算，就是要確定該保護的動作功率Pdz及動作延時t。 　　1、動作功率Pdz的整定 汽輪發電機逆功率保護的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護的動作功率 Krel-可靠系數，取0.8 P1-主汽門關閉后，汽輪機維持同步轉速旋轉所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機的結構及容量有關之外，還與汽輪發電機的主蒸汽系統的結構(管道結構及有無旁路管道等)有關，一般取額定功率的1.5~2% η-發電機拖動汽輪發電機旋轉時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發電機的額定功率。 實際中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、動作延時發電機逆功率保護的動作延時，應按照汽輪發電機主汽門關閉后允許運行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明，當汽輪機蒸汽系統有旁路管道時，允許運行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機主汽門關閉之后允許運行的時間來整定保護的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。 　　另外，投運的大型汽輪發電機，多采用逆功率保護去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護，由于動作時間短，在主汽門點閉后很短的時間內，由于汽輪機及發電機的慣性，實際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應大于1%PN。 　　2、原理介紹 　　當發電機出現逆功率(外部功率指向發電機，也就是發電機變成電動機工況)，逆功率保護動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。 　　由于一次能源形態的不同，可以制成不同的發電機。利用水利資源和水輪機配合，可以制成水輪發電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉速各異的水輪發電機。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以制成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風能、原子能、地熱、潮汐、生物能等能量的各類發電機。 此外，由于發電機工作原理不同又分作直流發電機，異步發電機和同步發電機。在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。 　　何為逆功率? 　　眾所周知，發電機的功率方向應該由發電機方向流向系統方向。但由于某種原因，當汽輪機失去原動力，而發電機出口開關又未能跳閘，則功率方向變為由系統流向發電機，即發電機變為電動機在運行。此時發電機從系統中吸取有功功率，此即為逆功率。 　　逆功率的危害 　　發電機逆功率保護是汽輪機由于某種原因導致主汽門關閉而失去原動力時，發電機變為電動機帶動汽輪機旋轉，汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉會引起鼓風摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導致轉子葉片的損壞事故。 　　所以說逆功率保護實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護。 　　發電機的程序逆功率保護 　　發電機程序逆功率保護主要是防止發電機在帶有一定負荷的情況下，突然跳開發電機出口開關而汽輪機主汽門又未能全部關閉的情況。在此情況下，汽輪發電機組極易發生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護，動作信號發出后，先作用于關閉汽輪機主汽門，待發電機逆功率繼電器動作后，與主汽門關閉的信號組成與門，經一短時限組成程序逆功率保護，動作作用于全停。 　　逆功率保護與程序逆功率保護的區別 　　逆功率保護是為了防止逆功率后，發電機變為電動機，帶動汽輪機旋轉，造成汽輪機的損壞。歸根到底，是怕原動機動力不足，反被系統帶著跑! 　程序逆功率保護是為了防止發電機組突然解列后，主汽門未完全關閉，導致汽輪機超速，從而利用逆功率來規避。歸根到底，是怕原動機動力太足導致機組超速! 　　所以說嚴格意義上來說，逆功率保護是發電機繼電保護的一種，但主要是保護汽輪機。而程序逆功率保護不是一種保護而是為了實現程序跳閘而設置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應用于停機方式。 　　關鍵的是逆功率只要定值達到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達到，還要求汽機主汽門關閉，所以說在機組啟動過程中并網瞬間，一定要避免逆功率動作。