一、勵磁系統(tǒng)控制
在眾多改善發(fā)電機穩(wěn)定運行的措施中，提高勵磁系統(tǒng)的性能被認為是有效和經(jīng)濟的措施之一。勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機的一個重要組成部分，對發(fā)電機的動態(tài)行為有著很大的影響，可以幫助提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定極限。早期的勵磁系統(tǒng)是通過手動控制來調(diào)節(jié)勵磁繞組的電壓以維持所需的發(fā)電機端電壓和相應(yīng)的無功出力。
1.1勵磁方式的改進
目前，勵磁系統(tǒng)可按勵磁功率源的不同歸納為三大類：（1）直流勵磁系統(tǒng)，通過直流勵磁機供給發(fā)電機勵磁功率；（2）交流勵磁系統(tǒng)，通過交流勵磁機及半導(dǎo)體可控或不可控整流供給發(fā)電機勵磁功率；（3）靜止勵磁系統(tǒng)，它從機端或電網(wǎng)經(jīng)變壓器取得功率，經(jīng)可控整流供給發(fā)電機勵磁功率，其形式通常為自并勵或自復(fù)勵的。
自并勵或自復(fù)勵的半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)由于響應(yīng)速度快、無旋轉(zhuǎn)部件、制造簡單、易維修、可靠性高，可適用于大容量機組，且對于水輪發(fā)電機組而言布置方便，并有利于緩解水輪機甩負荷時的超速引起的過電壓問題，故目前在大中型水電機組中得到推廣應(yīng)用，并正進一步用于火電機組。
1.2 勵磁控制策略的發(fā)展
考慮到發(fā)電機是一個非線性強、工況多變的復(fù)雜對象，要想提高勵磁系統(tǒng)的控制品質(zhì)和魯棒性能，有效措施是采用非線性控制理論和方法。隨著非線性控制理論的不斷發(fā)展，在電力系統(tǒng)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，各種非線性勵磁控制也迅速發(fā)展起來，主要有以下幾種勵磁控制方法：
?。?）李雅普諾夫函數(shù)法。該方法以李雅普諾夫第二穩(wěn)定性理論為基礎(chǔ)，通過構(gòu)造能反映機組運行規(guī)律的李雅普諾夫函數(shù)，并以其作為小目標設(shè)計控制律。該方法直接考慮了勵磁系統(tǒng)的非線性特性，原理簡單，易于掌握，然而具體設(shè)計中的李雅普諾夫函數(shù)不易得到，在工程應(yīng)用中面臨著限制。
（2）反饋線性化法。反饋線性化法包括微分幾何法、直接大范圍線性化和逆系統(tǒng)方法等若干種設(shè)計手段。微分幾何法利用微分幾何這個數(shù)學工具，通過合理的坐標變換找到非線性反饋規(guī)律，引入虛擬控制量將非線性系統(tǒng)映射為一個線性系統(tǒng)，適合于仿射非線性系統(tǒng)。
?。?）H∞勵磁控制：該控制方法是一種綜合考慮控制系統(tǒng)的魯棒性和目標函數(shù)優(yōu)的控制方法，以某運行區(qū)問的性能指標為目標函數(shù)，設(shè)計的參數(shù)具有更低的靈敏度，控制器具有較強的魯棒性能。
?。?）變結(jié)構(gòu)勵磁控制：變結(jié)構(gòu)控制魯棒性強，通過滑動模態(tài)切換控制，強制系統(tǒng)在滑面上運行以使系統(tǒng)鎮(zhèn)定。基于平衡點處近似線性化模型設(shè)計了VSC勵磁控制器，該控制器具有一定的魯棒性能，但平衡點處近似線性化模型決定了它不能從根本上解決電力系統(tǒng)控制器的魯棒性問題，采用基于反饋線性化模型的非線性變結(jié)構(gòu)勵磁控制，并采用附加勵磁的控制方式，提出了同時改善發(fā)電機功角穩(wěn)定和電壓動態(tài)特性的變結(jié)構(gòu)勵磁控制設(shè)計方法。
?。?）自適應(yīng)勵磁控制：自適應(yīng)控制通過連續(xù)測量控制對象的動態(tài)特性，與所希望的動態(tài)特性相比較，從而判斷勵磁系統(tǒng)運行狀態(tài)并選擇預(yù)設(shè)的控制參數(shù)，該方法能有效地解決勵磁控制器對運行工況變化的魯棒性問題，控制性能較好。
（6）智能勵磁控制方法：隨著智能控制理論與方法的不斷發(fā)展，以模糊邏輯控、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控、專家系統(tǒng)控制為代表的智能控制方法在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的研究和應(yīng)用，已成為控制領(lǐng)域重要的一個發(fā)展趨勢。模糊控制無需建立對象的數(shù)學模型，具有較強的魯棒性，控制機理符合人們對工業(yè)過程的直觀描述和思維邏輯，是解決對象非線性特性的一種有效途徑。現(xiàn)在已經(jīng)形成了許多種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器設(shè)計方法?；谀：曰貧w滑動平均模型的自組織穩(wěn)定器、自適應(yīng)自調(diào)整模糊勵磁控制器將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用于發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的設(shè)計，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法來設(shè)計智能勵磁控制器，取得了較好的性能和效果。
二、發(fā)電機系統(tǒng)的綜合控制
發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器是發(fā)電機綜合控制的重要內(nèi)容，只有勵磁系統(tǒng)控制而沒有良好的調(diào)速器控制則不能從根本上提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；相反，只有調(diào)速器而沒有性能良好的勵磁控制器的共同作用，也不能達到理想的控制效果。因而勵磁系統(tǒng)與調(diào)速器的綜合控制成為發(fā)電機組控制的主要發(fā)展趨勢。綜合控制器的一路輸出控制發(fā)電機勵磁電流，一路輸出控制汽輪機汽門開度，實現(xiàn)對發(fā)電機頻率、有功功率、端電壓、無功功率、電流、功角、磁通等運行變量的控制。發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器的綜合控制一直是發(fā)電機控制中的研究熱點，現(xiàn)代控制理論也廣泛應(yīng)用于發(fā)電機組的協(xié)調(diào)控制。
智能控制作為一個學科分支只有二十余年的歷史，目前其理論體系還處于不
斷完善的過程中。智能控制技術(shù)在發(fā)電機系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用，總的來看，還處于不斷上升和發(fā)展的階段，仍有不少需要解決的問題，如：智能控制器的非線性處理能力、控制算法的復(fù)雜程度、控制的實時性、魯棒性等。建立符合實際的發(fā)電機系統(tǒng)數(shù)學模型，采取既符合理論、又適用于工程實際的智能控制理論和方法，對發(fā)電機系統(tǒng)進行有效、高質(zhì)量的調(diào)控，對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行也同樣非常重要。結(jié)合發(fā)電機系統(tǒng)這個實際對象，將先進智能控制策略引入到發(fā)電機系統(tǒng)中來，應(yīng)用智能控制技術(shù)的成果，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、支持向量機控制，將是今后發(fā)電機系統(tǒng)控制的一個主要發(fā)展方向，具有十分重要的應(yīng)用價值。
三、結(jié)論
發(fā)電機控制中如何采用智能控制，采用何種理論和方法，控制器的穩(wěn)定性、魯棒性與實時性如何，能否達到滿意的效果，這些方面的研究還有待繼續(xù)深入。在進行系統(tǒng)分析與設(shè)計時，充分利用智能控制的非線性、自適應(yīng)、自學習、變結(jié)構(gòu)等各種功能來克服發(fā)電機系統(tǒng)的強非線性、耦合、工況變化范圍大、干擾大等不利因素，并可以提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。因此，結(jié)合對象的實際特點，研究適用的智能控制理論方法，解決發(fā)電機組控制中的一些關(guān)鍵問題所涉及的研究內(nèi)容是相當豐富的，由于作者的水平限制，會有許多考慮不到的地方，希望以后的研究者結(jié)合實際多做些這方面的工作。
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關(guān)于發(fā)電機定子的試驗
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