Proširenje područja stabilnog rada sinkronog generatora regulacijom uzbude : doktorska disertacija - Idžotić, Tomislav (T. Idžotić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2003)
Sinkroni generator se u kapacitivnom području rada približava granici stabilnosti i postaje osjetljiv na poremećaje u elektroenergetskom sustavu. Kut opterećenja pokazuje koliko je generator blizu granici stabilnosti, a povećavanjem struje uzbude generatora moguće je smanjiti kut opterećenja i povećati stabilnost generatora. U klasični algoritam regulacije uzbude generatora, u kojem je regulator napona nadređen regulatoru struje uzbude, uveden je dodatni regulator kuta opterećenja koji se uključuje kada se generator približi granici stabilnosti. Tada se isključuje regulator napona generatora i uključuje regulator kuta opterećenja. Prelazak između ta dva regulatora je gladak. Razvijena je i ispitana metoda estimacije kuta opterećenja generatora. Mjerene veličine potrebne za estimaciju kuta opterećenja su dva napona i dvije struje generatora. Eksperimentalni rezultati pokazuju dobro slaganje estimiranog i mjerenog kuta kako u statičkim tako i dinamičkim uvjetima osim kada generator ispada iz sinkronizma. Potvrđena je primjenjivost estimiranog kuta opterećenja u regulacijskim algoritmima proširenja područja stabilnog rada generatora regulacijom uzbude. Realiziran je četveroprocesorski digitalni sustav baziran na procesorima za obradu signala. Unutar digitalnog sustava implementiran je estimator kuta opterećenja, sinkronizator generatora na elektroenergetsku mrežu i regulacijski algoritmi (regulator radne i jalove snage generatora, napona generatora, struje uzbude generatora, brzine vrtnje turbine i regulator kuta opterećenja). Napravljeni su programski alati koji se izvode na osobnom računalu potrebni za razvoj i ispitivanje algoritama regulacije. Sustav regulacije uzbude generatora je složeni nelinearni višeparametarski sustav. Sustav se sastoji od generatora spojenog na elektroenergetski sustav, čopera i digitalnog sustava sa mjernim članovima. Za svaki dio sustava napravljen je matematički model. Pojedini dijelovi su spojeni u jedinstveni model sustava uzbude. U sustavu regulacije uzbude generatora, regulator jalove snage i napona generatora imaju PI karakteristiku, regulator estimiranog kuta opterećenja ima PID karakteristiku, a regulator struje uzbude P karakteristiku. Načinjen je simulacijski model sustava regulacije uzbude generatora u programskom paketu “MATLAB-SIMULINK“. Rezultati dobiveni simulacijom za slučaj skokovite promjene reference (struje uzbude, napona, jalove snage) kao i za slučaj promjene radnog opterećenja generatora pokazuju dobro slaganje s rezultatima dobivenim eksperimentom. Simulacijski model se koristi za optimiranje parametara regulatora i za ispitivanje djelovanja algoritama u uvjetima koji se teško mogu eksperimentalno ispitati (pokus kratkog spoja, pokusi na generatorima velike snage). Eksperimentom i simulacijom provedena ispitivanja pokazuju pozitivno djelovanje regulatora kuta opterećenja i primjenjivost estimiranog kuta opterećenja u algoritmima proširenja područja stabilnog rada generatora regulacijom uzbude. Ključne riječi: sinkroni generator, digitalni sustav, uzbuda generatora, regulacija napona, regulacija kuta opterećenja, estimirani kut opterećenja.