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摘要：同步发电机是电力系统的重要组成部分，可以起到平衡无功功率以及减小电压波动的作用，将自动励磁调节技术应用在同步发电机中可以有效保证系统运行的稳定性。本文主要针对同步发电机中自动励磁调节技术以及PID控制算法的应用进行分析。
关键词：同步发电机；自动励磁调节技术；应用
近年来随着我国综合国力的增强，我国的电力系统得以快速发展，大机组对励磁调节器提出了更高的要求，也促进了励磁调节器功能的进一步完善。传统的调节器已经不能满足当今信息社会的需求，所以新型调节器成为今后发电机的主要发展方向。优质的励磁调节系统对于整个系统储备能力的提高、继电保护灵敏度的提高、防止励磁的过度降低有着重要的作用。
一、励磁调节系统简述
（一）励磁调节系统的构成
励磁调节控制系统主要由控制器、供方单元、发电机、反馈测量器等组成。发动机将采集的信号交给反馈测量器进行处理，把所测得的差值传递给控制器。控制器把这些信息进行校准和放大。经过这一系列处理以后，发电机的励磁电压以及电流就得到了有效地控制。而接口模块一般采用转换器将数字信号模拟信号进行转换。
（二）励磁调节器的功能
励磁调节器由功能完善的软件系统和随之配合的硬件系统组成，可以执行多种调节控制功能：
（1）高级控制算法。励磁系统支持多种复杂的控制算法，比如比例调节、PI调节这些比较简单的算法以外，还支持线性以及非线性最优励磁控制等较难的控制方法。
（2）定值调节器数字系统，可以根据需要对电压、电流，保护整定值以及各调节规律的有关参数等数据进行随意设定，并且对有关调节规律的参数进行在线调节，通过网络的支持，可实现远程控制功能。
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（3）利用调节器内部循环数据记录装置，把系统中的各种状态下的有效数据和参数记录下来，也可把发电机传递的数据经过处理传递给励磁系统，同样励磁系统的数据也可以传递到外部存储器上，以便将来需要的时候进行查询。
二、PID控制算法的应用
（一）PID控制算法
我国的工程建设行业发展十分迅猛，自动化技术和控制理论有了较高的发展，自动控制系统也有了较大的发展，技术相对来说比较成熟。PID控制是自动控制技术中一种最基本的控制技术，应用较为广泛。这种控制结构简单，里面的参数灵活易调整，对于数据复制多变的数学模型系统更为适用，另外利用此项技术进行在线调整可以得到预期的控制效果。
PID控制方法是控制系统中最为普通的方法。它把采样时的偏差值进行了处理，得出计算控制量。PID控制算法可以进一步细分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。这两种控制算法应用在不同的需求基础上，比如需要对增量进行控制的时候就采用增量式PID控制算法。如果对系统的结构进行控制，输出和动作的位置相对应，则需要使用位置式PID控制算法。PID控制算法的基本思路是：合理调配积分，如果系统的输出与设定值有较大的偏差，那么为了避免积分降低系统稳定性，就及时取消积分作用。当偏差较小的时候，要积极引用积分，来提高系统的稳定性和精确性。
（二）PID算法的控制环节
（1）比例环节。比例控制作用是PID算法控制环节中一项最基本的控制规律。它的主要的特点是能够在短时间内克服扰动的影响，尽快的稳定系统。此种控制方法比较适合于控制通道滞后较小、控制要求不高的算法要求下，被控参数允许存在一定的余差。
（2）积分环节。此控制与比例控制共同作用就可构成PI控制，与微分控制联合作用就可形成IPD控制。PI控制规律的应用比较多，积分能够把余差从一定程度上进行控制，在控制通道较小、负荷平稳的场合应用较多。同时积分控制控制在稳态性能中能够有效消除稳态误差，提高控制系统的控制精度。
（3）微分环节。微分控制对于系统动态性能的调节有着积极的作用。如对于时间的调节，精度的调节、误差的调节、精度的调节上都起到了积极的作用，能够使这些参数做到最优化。微分控制在控制要求较高的情况下跟比例微分控制联合起来就构成了PID控制，这是一种较为理想的控制规律，可以有效消除余差，提高系统的稳定性。
三、结语
总之，PID控制算法在目前的励磁调节系统中发挥出了较为强势的优越性，在控制效果上比其他控制算法更为有效。利用此种控制算法得到的系统稳态等性能指标符合发电机的要求。也就是说此种算法有着较快的相应速度，有着充足的调整容量。事实证明PID控制算法策略在自动励磁调节系统中的应用科学合理，具有一定的推广价值，有着广阔的发展前景。
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论文作者:黄珠翊
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/16
标签：算法论文; 励磁论文; 系统论文; 调节器论文; 发电机论文; 作用论文; 微分论文; 《科技中国》2016年12期论文;