发电机模式在弱共轨晃震阻尼工效解析的作用.doc

发电机模式在弱共轨晃震阻尼工效解析的作用分析方法和仿真平台目前研究SSO问题的方法主要有二：特征值分析法它是对整个系统进行线性化分析，形成全系统的状态方程及其矩阵Asys，通过求解Asys得到相应的特征值和特征向量i+ii。若特征值实部i为正，则系统谐振频率i与轴系的固有频率互补时将可能引发SSO.若发电机采用六质块机械模型，则可得到对应于发电机组的6个解即6个模态，分别对应于本系统6个质块的固有频率即0、15.71、20.23、25.50、32.34、46.5Hz.该法可提供系统的各个特征值、特征向量及相关因子等信息。复转矩系数法它是对系统中某台发电机相对角度施加频率为f的强制小值振荡，则网络、发电机的电气和机械系统将产生相应的电气、机械复转矩即Te、Tm，定义电气、机械复转矩系数为Ke（jf）=Te/=Ke+jfDe，Km（jf）=Tm/=Km+jfDm，其中Ke、Km为电气、机械弹簧系数；De、Dm为电气、机械阻尼系数。若De（jf）+Dm（jf）0且f在次同步范围内，系统就不稳定而发生SSO.本文不考虑很难量化的机械阻尼，故只需De（jf）0且f在次同步范围内，系统就可能发生SSO.该法能综合考虑机械、电气系统的相互影响，用复数域中的一般计算代替复杂的特征根分析，很好地解决“维数灾”问题，结果直观，物理透明度大，并可分析系统参数变化对阻尼曲线的影响，利于采取抑制SSO的对策等。本文用MATLAB分析这两种方法，得到相应结论。研究结果本文研究SSO采用发电机1d2q模型，即在d轴上有1个阻尼绕组1d，q轴上有2个阻尼绕组1q、2q，用来模拟隐极机绕组的涡流损耗。另外，为节省材料，实际从设计和制造上已使得同步电机在额定工况下运行时定子和转子的铁心呈浅度饱和状态，故磁饱和效应对研究此同步振荡会有一定影响。下面分别分析忽略各阻尼绕组和考虑磁饱和时对SSO阻尼特性的影响。忽略1d绕组时对SSO的影响系统在其它参数相同时，通过形成不同的发电机方程，可得到系统状态方程。用特征值分析法得到的在交流串联补偿线路不同串补度K下各模态的i变化规律，可见考虑1d绕组时各模态的i比忽略1d绕组时稍大，但模态5则正好相反。用复转矩系数法得到的电气阻尼特性曲线，可见在060Hz频率范围内忽略1d绕组时对De影响也不大，这与i变化的情况相吻合。忽略1q、2q绕组时对SSO的影响忽略1q、2q绕组时的i变化曲线，可见有无1q、2q绕组时i变化很大且趋势各不相同。模态0计及1q、2q绕组时i基本无变化；模态1不计1q、2q绕组时虽然最大的正i有所降低，但出现较大的正i的串补范围变宽（0。410），而有1q、2q绕组时出现最大的正i的串补范围为0。30。4；模态2也有相似情况。用复转矩系数法求出的系统电气阻尼特性曲线，可见忽略1q、2q绕组时产生负阻尼的频率范围稍稍变大，最大负阻尼的数值由-15变化到-7，其频率也由低频向高频转移。不同K下的电气阻尼特性曲线，可见随着K不断增大，发生最大负阻尼的频率逐渐由高频向低频移动，频率范围不断增大，但其最大负阻尼的幅值和频率范围变化趋势却不相同，AC/DC并列运行系统在忽略1q、2q绕组时，最大电气阻尼的幅值随K增加而逐渐变小，故所得结论偏于保守。系统其它参数不变而计及磁饱和时各模态的i变化情况，可见磁饱和大大降低了模态1、2、4的i，较大的正i对应的K加大；但模态5的变化趋势与忽略1d绕组时相似，i在K的很大范围内从负值变化为正值。故计及磁饱和时使某些模态恶化、有些模态改善。用复转矩系数法求出的电气阻尼特性曲线、9，可见考虑磁饱和时产生负阻尼的频率范围大大增加；同时，随着K不断增加，发生最大负阻尼的频率由高频向低频移动，但最大负阻尼的幅值变化不大。故研究实际系统而不考虑磁饱和效应时得到的结论利于分析SSO阻尼特性。结论分析表明，磁饱和现象、1q和2q阻尼绕组对SSO有较大影响。考虑磁饱和时研究SSO得到的结果更小，故忽略磁饱和时研究SSO得到的结果更利于研究抑制