0　引言

　　假定发电机已采用性能较优良的励磁控制器，在整个动态过程中保持q轴暂态电势E_q′恒定，则可得汽轮发电机组主调节汽门控制系统状态方程为：

(1)

其中　T_HΣ=T_H+T_Hg；T_H，T_Hg分别为高压缸及高压调节汽门油动机的时间常数；C_H，C_ML分别为高压及中低压缸功率分配系数，C_H+C_ML=1；P_H为高压缸输出机械功率；P_m0为总机械功率初始稳态值；u₁为高压缸调节汽门开度控制器(主调节汽门控制器)发出的电控制信号；δ为发电机转子运行角；ω为角速度；H为机械转动惯量；D为阻尼系数；E_q′为q轴暂态电势；x_d和x_d′分别为发电机d轴同步电抗及暂态电抗；x_dΣ′=x_d′+x_T+x_L，为系统d轴的总暂态电抗；x_qΣ=x_q+x_T+x_L，为系统q轴总电抗。
　　式(1)可写成如下仿射非线性系统的标准形式：

(2)

在式(2)给出的状态方程中，暂不考虑中压调节门的受控问题，即暂不考虑通常称为“快关汽门”的作用。

　　由非线性电液调速器系统的微分几何设计方法^［1］，可以通过式(3)的坐标变换及式(4)的非线性状态反馈，使得非线性系统式(2)转化为如式(7)所描述的完全可控的线性系统(即布鲁诺夫斯基标准型)：

Z=Φ(X)

(3)

其中　

(4)

(5)

(6)

(7)

其中　λ₁，λ₂为滑动模态的极点，由于［z₁，z₂］^T=［Δδ，Δω］^T，所以实际上可理解为发电机转子运动方程所期望的极点。
　　采用指数趋近律控制：

(8)

则

(9)

其中　规定C₀=0。

　　将式(5)、式(6)、式(9)代入式(4)得：

　　同时，将高压缸蒸汽调节系统有关参数代换为中低压蒸汽调节系统相关参数，可得中压调节门(快关汽门)的非线性控制规律u₂，即：

　　电力系统故障后，反映故障的继电器常开接点闭合。中压调节门受控于中压调节汽门快关控制器，u₂发生作用，产生“快关”控制作用。此时中温中压式汽轮发电机组调节汽门控制系统动态方程为：

(10)

　　图1所示系统参数如下：E_q′=1.280　　4，V_s=1，cos φ=0.85，x_q=0.6，x_d′=0.3，x_L=0.08，x_T=0.1，D=6，H=10 s，T_d0=5 s，C₁=30，C₂=11，C_H=0.3，C_ML=0.7，T_HΣ=0.35 s，T_ML=0.2 s，ε=0.1，k=10；工作点选为：P_m0=0.852，δ₀=24.3°，ω₀=314.16 rad/s。其中，E_q′，V_s，x_q，x_d′，x_L，x_T，P_m0为标幺值。

图2　f点发生三相短路时暂态稳定的动态过程
Fig.2　Power,frequence and rotor angle curves
of synchronous machine with three-phase short-circuit

b.永久性故障：0.15 s时f点发生三相接地短路，0.3 s故障切除，0.8 s重合闸失败，0.95 s切除故障线路，不再重合。系统的动态响应特性由图3给出，表明即使在永久性故障如此恶劣的条件下，系统仍能保持很好的稳定，可见系统的动态品质得到了根本性的改善。

参考文献