发电机励磁器和动态模型

1、电力系统动态和稳态的高级培训 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL励磁器与动态 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机和控制器Power System Stabilizer (PSS)VtPQVsVrefVt It P Q涡轮发电机励磁系统 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机和控制器转角交轴直轴 2011 Operatio

2、n Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机工作原理转子由原动机驱动直流电(励磁电流) 流入转子绕组在机器内部提供旋转磁场旋转磁场在定子绕组内感应出三相电压当发电机连接到负荷，定子绕组里的电流同时生成另一个旋转磁场磁场间的相互作用，使机械转矩转换成电磁转矩 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机转矩方程T= 轴机械转矩K=常数f= 气隙磁通（定子MMF)r= 旋转磁通（转子MMF) = 转角sinrfKT 2011 Operation Tech

3、nology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机励磁器的作用基本功能提供绕组与定子相互作用的磁通量（励磁）辅助功能是维持发电机端电压 (电压调整).其他的功能和要求提供阻尼转矩限制励磁以防止损坏发电机 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL发电机励磁器的作用满足系统短期无功功率的需求输入是规定的母线电压，输出是绕组电压Efd 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL励磁器的原理框图转

4、子由原动驱动电压传感器和电流补偿器电压调节器和限制器励磁器同步发电机(PSS)P, QVt, ItVcP, VsVrefEfdVr电力系统稳定器 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL励磁系统类型带变阻器的直流电机 (直流励磁)使用直流发电机作为动力源带有固定或旋转二极管的交流电机(交流励磁)使用交流电机（发电机）作为动力源可控硅静态励磁系统(ST 励磁)使用整流器把交流转化为直流数字控制励磁系统(数字励磁) 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY &

5、CONFIDENTIALST 励磁器的例子电路图 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIALST 励磁器的例子传递函数框图 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIALST 励磁器的例子模型参数单位固定的控制器确认 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL无功功率调节带固定励磁的增加感性负载，终端电压下降增加容性负载，终端电压上升 带励磁器，终端 V

6、不变(Efd)QLeading QLagging QVt0VtQLeading QLagging QEfdVt0Efd0 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL无功功率调节初始无功负荷相同终端电压和 Efd 相同 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL无功功率调节分别将2号和3号发电价增加和减少 3 Mvar左侧固定 Efd (Vt 下降). 右侧使用励磁器 (Vt 恒定) 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL负载补偿允许调节发电机终端、内部或外部电压Rc , Xc = 0调节终端电压Rc , Xc 0调节发电机内部电压Rc , Xc 090之后， Ks 0Pe 90 180 正序 Ks 负序 Kscos dgtesXEVPKKs 2011 Operation Technology, Inc. PROPRIETARY & CONFIDENTIAL励磁参数的影响比较不同的参数下的转角默认的控制器参数：KP = 170KI = 130KD = 60减