励磁系统及电力系统稳定器对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响
探讨发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响
应的发电机系统的传输功率会有所提升。
假设,电动机系统中的自动励磁调节具有无惯性的特性设在发电机系统运作的过程中,负载变化的情况下,能够确保发电机的暂态电势Eq'的值趋近于一个常数。
在这个过程中,由于随着发电机系统用的负载变化,发电机的内电势Eq会随着发电机系统中的励磁调节而产生相应的数值变化,这种情况下的内功率特性不再是上图中的正弦曲线,是由一组发电机的内电势Eq等于不同恒定值的正弦曲线族上相应工作点所组成,具体的曲线图如图1(c)所示地与发电机内电势Eq值为常数或恒定值时的内功率特性曲线相互将内电势Eq随发电机系统负载发生相应变化的曲线称作为外功率特性曲线。
根据下图1(d)可清晰地发现,当发电机的暂态电势保持恒定不变的情况下,发电机的内电势Eq会随着负载的提升1(c)、1(e)所示。
2极限放大倍数(阴影部分为稳定工作区励磁系统对电力系统暂态稳定的影响在分析发电机励磁系统对暂态稳定性的影响过程中中的功率变化曲线为例,来分析短路故障下的发电机的功率4(b)中的功率变化曲1所表示的是,双回路供电情况下的功率特性曲线图,此状态下幅值公式表示为P M EqUs Xd∑XT+Xe/2。
图3发电机系统短路情况下的功率特性曲线的变化图图1发电机内、外功率特性曲线及端电压和内电势变化图Science&Technology Vision科技视界图4功率特性曲线在发电机系统正常运作的过程中,发电机的工作点的具体位置在功率特性曲线1的a点处;当系统发生短路的情况下,特性曲线图为曲线3。
如果在这种情况下,为发电机系统提供强行励目的是不断地提高发电机内电势Eq,会使功率特性曲线由先前的是运作过程中发生故障的情况下。
页)CloseConnection))dt.Load(sdr);dt;这种设计模式使得系统的模块化设计变得更加清晰序的升级及维护。
本文提出一种能够监控导航设备工作环境、导航设备运行参数的应用于对多个导航台的设备监控Science&Technology Vision视界。
探讨发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响
探讨发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响引言发电机励磁系统是电力系统中非常重要的一部分，它对电力系统的稳定性有着直接的影响。
既然如此，那么我们就需要对发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响进行深入探讨。
本篇文档将会从以下几个方面来阐述电力系统的稳定性与发电机励磁系统之间的关系。
1.发电机励磁系统的基本原理2.电力系统稳定性的基本原理3.发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响4.如何提高电力系统的稳定性发电机励磁系统的基本原理发电机励磁系统是控制发电机输出电压的重要部件。
当发电机励磁电路通过能够控制励磁电流大小的稳压器时，就能够实现电压的调节。
因此，稳定的励磁电路对于发电机的稳态运行是非常重要的。
发电机励磁系统由发电机、稳压器、励磁变压器、励磁机、电容器、感应电压器、自励式励磁系统六个部分组成。
其中，稳压器是励磁系统中的重要部件，它能够实现对励磁电路中电流大小的控制，从而调节发电机的输出电压。
电力系统稳定性的基本原理电力系统稳定性是指电力系统在扰动下，能够恢复到稳态运行的能力。
为判断电力系统的稳定性是否良好，通常采用阻尼比和暂态过程的特性来进行评估。
阻尼比是指扰动在电力系统中的衰减速率与电力系统在稳态下的固有衰减速率之比。
当阻尼比大于等于1时，电力系统就是稳定的。
当阻尼比小于1时，电力系统就会发生不稳定振荡或者失稳。
暂态过程是指系统发生扰动后，系统在暂时过渡后进入稳态的过程。
当前，在电力系统中，采用瞬时功率不等式、直流补偿、柔性直流输电、FACTS等控制方式，改善暂态过程的性能，提高电力系统稳定性。
发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响1.励磁电路中LC时间常数对电力系统的贡献当励磁电路的LC时间常数很大时，发电机输出的电压波动和短时闪变的幅度极大，这会极大地影响电力系统的稳定性。
相反，当LC时间常数较小时，电力系统的稳定性会得到相应的提高。
2.励磁系统与系统频率的影响励磁系统的频率与电力系统的频率有着密切的关系。
励磁附加调差对电力系统阻尼特性影响的机理分析
励磁附加调差对电力系统阻尼特性影响的机理分析霍承祥;刘增煌;濮钧【摘要】本文研究了励磁系统附加调差对系统阻尼的影响.将附加调差引入菲利蒲-海佛隆模型,分析附加调差对模型参数的影响.推导出附加调差提供的阻尼转矩系数增量△KD随附加调差系数XC变化的曲线为一条二次抛物线,而且这条抛物线的开口方向和位置与励磁参数、发电机参数、运行状况及系统参数有关.证明了此抛物线在以△KD为纵轴、以XC为横轴的坐标系中必经过原点,在其他参数确定的前提下,抛物线与横轴的第二个交点是发电机功角的函数.根据此抛物线可全面说明附加调差对系统阻尼的影响情况.现场试验结果与理论推导相符.%Based on the single-machine-infinite-bus system, the effect of Reactive Current Compensation (RCC) on the system damping is studied. First of all, RCC is added into the Phillips-Heffron model and the influence on the model and parameters caused by RCC is analyzed. Then the study proves that the relationship of the damping torque coefficient increment (AKD) provided by RCC and RCC coefficient (Xc) is a second-degree parabola. Furthermore the open direction and position of the parabola are related with the excitation parameters, the parameters and the operating conditions of the generator and the system parameters. Finally the conclusion is given: the parabola passes through the zero point in the coordinate system whose abscissa axis is Xc and vertical axis is ΔKd, and t he second crossing point between the parabola and the abscissa axis will change with the power angle of generator if the other parameters are determinate. The effect ofRCC on the dynamic damping can be explained comprehensively based this parabola. The field test result is in concord with the analysis.【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】5页(P53-57)【关键词】励磁系统;附加调差;菲利蒲-海佛隆模型;阻尼;同步转矩;阻尼转矩【作者】霍承祥;刘增煌;濮钧【作者单位】中国电力科学研究院电力系统研究所,北京100192;中国电力科学研究院电力系统研究所,北京100192;中国电力科学研究院电力系统研究所,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TM761励磁系统中的调差称为电压调差率或者无功调差率，我国励磁系统国标[1]对电压调差率的定义是：发电机在功率因数等于零的情况下，无功电流从零变化到额定定子电流值时，发电机端电压的变化率。
4.励磁控制系统对电力系统稳定的影响
电力自动化技术研究所
发电机励磁系统控制
§4.2 对电力系统稳定的影响分析
11
电力自2 对电力系统稳定的影响分析
理论分析研究结果表明：励磁系统的电压放大倍数Kou与励磁系统的时 间 常数Te以及转子功角δ 间具有图4-6所示的关系。由此图可看出：在同一 转子功角条件下，随时间常数Te的增加，为保证发电机稳定运行所允许 的电压放大系数是增加的；在同一时间常数Te条件下，随转子功角δ 的 增加所允许的电压放大倍数是减少的。由此引起了如图4-5（c）和图4-5 （e）所示的功率振荡情况。
PM E qU X
s
其中
( X X d X T X L / 2)
曲线2表示切除短路故障线 路后的功率特性曲线。由于线 路阻抗由XL/2增加到XL ,使功 率特性曲线的幅值减小到
PM E qU s X '
其中
( X ' X d X T X L )
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电力自动化技术研究所
q s M
dP d
0， 或 者 90
0
如果发电机在运行中可自动调节励磁，则此时Eq为变值，相应的 传输功率可得到显著的提高。假定自动励磁调节是无惯性的，并假定 在负载变化时可保持发电机的暂态电势E’q近似为常数，由于随负载变 化时，内电势Eq亦随励磁调节而变化，此时的功率特性已不是一条正 弦曲线，而是由一组Eq等于不同恒定值的正弦曲线族上相应工作点所 组成，如图4－4(a)中曲线1－2－3－4所示。为区别Eq等于恒定值时的 内功率特性曲线，当Eq随负载而变化的1－2－3－4功率特性曲线称之 为外功率特性曲线。
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电力自动化技术研究所
发电机励磁系统控制
稳定水平的判据
励磁系统关键参数对发电机组暂态特性的影响研究
励磁系统关键参数对发电机组暂态特性的影响研究
何俊;黄文涛;陈乔;舒欣
【期刊名称】《湖北电力》
【年(卷),期】2015(039)012
【摘要】发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定特性都有显著影响,在电力系统稳定计算中采用正确的励磁系统模型和参数对稳定计算结果至关重要.励磁系统参数众多,包括励磁机时间常数、励磁系统总的静态增益、PID环节时间常数、发电机励磁绕组定子开路时间常数等.本文以湖北省某三机励磁系统为例,分析了以上参数对发电机组暂态特性的影响,可为存在类似情况的励磁系统模型参数校核和参数优化提供参考.
【总页数】4页(P56-59)
【作者】何俊;黄文涛;陈乔;舒欣
【作者单位】国网湖北省电力公司电力科学研究院,湖北武汉430077;国网湖北省电力公司电力科学研究院,湖北武汉430077;国网湖北省电力公司电力科学研究院,湖北武汉430077;国网湖北省电力公司电力科学研究院,湖北武汉430077
【正文语种】中文
【中图分类】TM314
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1.励磁系统参数对发电机组力矩特性的影响 [J], 谷志锋;朱长青;赵文杰;王川川;安巧静
2.电网频率变化下直驱永磁风力发电机组暂态特性分析 [J], 冯树辉;杨浩;项丹
3.200MW热电联产汽轮发电机组励磁系统功能特性分析 [J], 白荣荣;潘肖瑜
4.基于不同暂态特性发电机组的海洋平台电力系统暂态稳定研究 [J], 陈英
5.励磁系统及电力系统稳定器对发电机组次同步谐振阻尼特性的影响 [J], 张帆;徐政
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同步发电机励磁系统对电力系统稳定性影响的仿真与分析
同步发电机励磁系统对电力系统稳定性影响的仿真与分析发表时间：2020-01-18T09:50:48.813Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：苟文杰1 张兵2[导读] 摘要：当电力系统发生故障时，增加励磁电流可以保持系统电压水平，保证供电质量。
新疆额河水电有限公司新疆北屯市 836000摘要：当电力系统发生故障时，增加励磁电流可以保持系统电压水平，保证供电质量。
在当系统负荷突然增大或减小时，系统的电压会减小或增大，电压的变化会影响系统的稳定性。
电力系统负荷是不断变化的，为了保持电力系统电压和无功配电的稳定，励磁控制系统需要对发电机励磁电流进行不断、快速的调节。
由于励磁控制系统对发电机的控制作用，短期内最佳的控制效果可能会导致后期电力系统的不稳定。
因此，励磁控制系统对电力系统稳定性的影响分为暂态（短期）稳定性和动态（长期）稳定性。
关键词：同步发电机；励磁系统；系统稳定性；同步发电机的励磁系统对电力系统的稳定性起着非常关键的作用。
从典型的同步发电机励磁系统入手推导其传递函数模型，并基于阶跃响应曲线和奈奎斯特曲线对2台励磁控制系统的响应特性进行了分析。
一、同步发电机的极限功率与功角稳定性对于大扰动作用下的暂态稳定水平有2种判别标准。
一种是利用暂态稳定的功率极限，另一种是在一定输送功率条件下，在同一故障点及同一故障形式下比较短路故障最大允许切除时间。
发电机的输出功率为式中Xd为发电机电抗，XL为变压器和输电线路的电抗之和，δ为Eq.和受端电压U·之间的相角，δG为发电机内功角，δL为机端电压与受端U·之间的相角。
当空载电势为固定值时，发电机的传输功率PG是功率角δ的正弦函数。
当δ小于90°时发电机是静态稳定的，当δ大于90°时发电机运行不稳定，δ等于90°为稳定的极限。
故发电机传输的极限功率为此稳定极限功率与发电机Eq成正比，而Eq又与励磁电流有关。
浅析发电机励磁对发电机功率及运行稳定性的影响
浅析发电机励磁对发电机功率及运行稳定性的影响摘要：本文首先对同步发电机电枢反应理论进行了介绍，然后结合具体案例对电厂汽机发电机励磁突变引起发电机有功功率变化现象进行了分析，最后总结了励磁对发电机运行稳定性的影响，为电厂运行提供了参考和借鉴关键词：发电机励磁；功率；稳定性1同步发电机电枢反应相关理论简介根据电机学理论，同步发电机的空间磁场有两部分组成：转子励磁形成的转子磁场Ff和定子电流形成的电枢反应磁场Fa，它们的合成磁场为FR。
根据电枢反应理论，定子的有功分量产生的Fa与Ff垂直（交轴），无功分量产生的Fa与Ff平行（直轴）。
交轴Fa对转子产生力矩，阻碍转子转动，直轴Fa对转子能够影响合成磁场FR的大小但不能对转子产生力矩。
其中转子磁场Ff与合成磁场FR的夹角为功角δ 。
把发电机电枢反应等效成图中的电路模型，其中机端电动势E与转子磁场Ff对应（转速一定时，E是关于Ff的函数），电网电压U与FR对应，电感Xd为电枢反应等效出来的同步电抗。
最终得出下图的机端电动势E、电网电压U、定子电流I、同步电抗Xd、功角δ、功率因素角θ之间的矢量关系。
根据矢量关系，我们可以推导出下面有功功率和无功功率的表达式：；根据上述分析可知：（1）发电机励磁Ff（E）变化对有功功率的影响：根据发电机空间磁场原理，发电机保持一定转速转动，原因是角加速度为0，即原动机动力等于有功功率产生制动力矩。
下面我们假设增加励磁Ff能够增加有功功率，那么制动转矩将增加，此时若不改变原动机动力，则转子转速会一直下降直到0，所以这是不可能发生的。
故增加励磁Ff虽然改变了功角δ，改变了转子磁场相对电枢磁场的位置，但最终将达到一个的原动机的功率等于有功功率的平衡状态。
所以在平衡状态下，励磁不影响有功功率。
即原动机动力不变时，有功P=EUsinδ/Xd=常数。
（2）发电机励磁Ff（E）变化对无功功率的影响：根据上述推导的关于无功Q 的公式可以看出，显然当机组并入大电网时（即U变化很小），增加励磁Ff（即增加E），能够增加无功Q。
励磁系统对电力系统稳定性的影响
励磁系统对电力系统稳定性的影响
摘要：励磁系统是同步发电机的重要配套装置， 其对于改善电力 系统运行的安全性和稳定性，保证电源质量具有重要意义。
关键词：励磁系统 电力系统 稳定性
1电力系统的稳定性分析
对电力系统进行安全分析是分析电力系统在运行中出现事故时 能否继续保持正常运行状态。
其首要功能是确定电力系统在当前的运 行状态的安全性。
当电力系统遭受短路等故障的剧烈干扰后
，其暂
态
稳定性就有可能遭受破坏。
在这种状况下，如果把失步的发电机断开， 那么整个电力系统的功率就会因此而减小，这样，为了保障电力系统 的正常运行，就需要采用限制负荷的措施。
对同步发电机产生直接影响的 3个主要控制系统是：锅炉控制、 调速器和励磁机，如下图所示： 假定发电单元是无损耗的。
以这个假定为前提，所有从蒸汽中获 得的功率必须以电功率的形式从发电机的端点送出。
这样，图中所示
总羅砲Fk。
励磁控制对电力系统稳定的影响
励磁控制对电力系统稳定的影响励磁控制对电力系统稳定的影响摘要：它励可控桂励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。
但是，随着电力系统装机容量的增大，快速保护的应用，故障切除时间的缩短，它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显……关键词：励磁控制电力系统稳定影响第一章：励磁系统概述第一节：同步发电机励磁系统介绍它励可控硅励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。
但是，随着电力系统装机容量的增大，快速保护的应用，故障切除时间的缩短，它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显。
自并励可控硅励磁系统的优点是结构简单，元部件少，其励磁电源来自机端变压器，无旋转部件，运行可靠性高，维护工作量小。
且由于变压器容量的变更比交流励磁机的变更更简单、容易，因而更经济，更容易满足不同电力系统、不同电站的暂态稳定水平对励磁系统强励倍数的不同要求。
它励可控硅励磁系统的缺点是由于交流励磁机是非标准产品，难以标准化，即使是同容量的发电机，尤其是水轮发电机，由于水头、转速的不同，强励倍数的不同，交流励磁机的容量、尺寸也不同，因此，价格较自并励可控娃励磁系统贵。
另外它励可控硅励磁系统与自并励可控硅励磁系统相比较，元部件多，又有旋转部件，可靠性相对较低，运行维护量大。
自并励可控硅励磁系统的缺点是它的励磁电源来自发电机端，受发电机机端电压变化的影响。
当发电机机端电压下降时其强励能力下降，对电力系统的暂态稳定不利。
不过随着电力系统中快速保护的应用，故障切除时间的缩短，且&并励可控硅励磁系统可以通过变压器灵活地选择强励倍数，可以较好地满足电力系统暂态稳定水平的要求。
综合考虑技术和经济两方面因素，推荐在发电机组采用自并励快速励磁方式。
电力系统稳定器对次同步振荡的影响及其机制研究
电力系统稳定器对次同步振荡的影响及其机制研究
电力系统稳定器（PSS）是用来提高电力系统稳定性的装置，它通过向发电机的励磁系统注入与转子速度偏差成比例的信号来抑制同步振荡。
对于次同步振荡的影响，研究表明：
1. 反馈类型：不同类型的PSS对次同步振荡的影响程度不同。
一般而言，速度反馈型PSS 对次同步振荡有较大的影响，而功率反馈型PSS几乎不影响次同步振荡。
2. 阻尼特性：PSS主要通过增加系统的阻尼来减少次同步振荡现象，改善系统的动态稳定性。
3. 频域分析：利用频域分析方法可以评估PSS对次同步振荡模态的影响，进而优化其设计参数。
4. 柔性交流输电系统：在柔性交流输电系统中，PSS的作用尤为重要，因为它可以有效应对由于快速电力电子控制引入的新的动态特性问题。
其次，研究PSS对次同步振荡影响的机制涉及以下几个关键方面：
1. 系统模型：首先需要建立包含PSS的详细电力系统模型，包括发电机、调速系统、励磁系统以及相关的电力网络。
2. 参数设计：PSS的参数设计对其性能至关重要，不当的参数设置可能导致PSS无法有效地抑制次同步振荡。
3. 信号注入方式：PSS的信号注入方式（如相位补偿和增益调整）会影响其对特定频率振荡的抑制效果。
4. 系统响应：分析PSS对系统各部分响应的影响，包括对发电机组、电网及其它相关设备的影响。
5. 实验验证：通过仿真或现场测试验证理论分析和设计的有效性，确保PSS能够在实际操作中达到预期的抑制效果。
综上所述，电力系统稳定器的设计和应用是一个复杂的工程任务，需要综合考虑多种因素才能有效地抑制次同步振荡，保证电力系统的稳定运行。
探讨发电机励磁系统对电力系统稳定性的影响
图１ 发 电机 内、 外功率特性 曲线及端电压和内电势变化图 假设 ． 电动机 系统 中的自动励磁调节具有无惯性的特性 ， 同时 ， 假 设在发 电机系统运作 的过程 中． 负载 变化的 情况 下 ， 能够确保发 电机 的暂态 电势 Ｅ ｑ 的值趋近于一个常数 。在这个 过程中 ， 由于随着发 电 机 系统 用的负载变化 ， 发 电机 的内电势 Ｅ ｑ会 随着发 电机系统中 的励 磁调节而产生相应 的数值变化 ． 这种情况下的 内功率特性不再是上 图 中的正弦曲线 ． 是 由一组发 电机 的内电势 Ｅ ｑ等于不 同恒定值的正 弦 曲线族 上相应 工作点所组成 ． 具体 的曲线图如图 １ 【 ｃ ） 所示 。为 了有效 地 与发 电机 内电势 Ｅ ｑ值为常数 或恒定值 时 的内功率特性 曲线相互 区分 ． 将 内电势 Ｅ ｑ 随发 电机系统 负载 发生相应变化 的曲线称作为外 功率特性 曲线 根据下 图 １ （ ｄ ］ 可 清晰地发 现 ， 当发 电机 的暂态 电势 Ｅ ｑ ， 保持恒定不变 的情 况下 ，发电机 的内电势 Ｅ ｑ会 随着负 载的提升
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
探讨发电机励磁系统对电力系统稳定性的影限公 司 ， 广西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ７ ）
【 摘 要】 发 电机励磁 系统是 同步发电机 中的核 心构成部分， 其 主要 的作 用是为 同步发 电机励 电源提 供一套全 面性 、 优质性的 系统服 务。 先 进的励磁 系统 能够确保 电源质量的优 良性能 ． 保障电力 系统安全顺利 的运作 以及 电力系统运行相关的稳定性质量。 【 关键词 】 励磁 系统 ； 电力 系统 ； 内功率 ； 阻尼 ０ 引 言
新能源电力系统的次同步振荡与阻尼控制特性研究
新能源电力系统的次同步振荡与阻尼控制特性研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展的需求，新能源电力系统的发展日益受到关注。
其中，次同步振荡作为一种常见的电力系统动态行为，对电力系统的稳定运行构成了严重威胁。
因此，本文旨在深入研究新能源电力系统的次同步振荡与阻尼控制特性，以期为电力系统的稳定与安全提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了新能源电力系统的基本架构和特性，分析了次同步振荡的产生机理和影响因素。
在此基础上，本文重点研究了新能源电力系统中的次同步振荡特性，包括振荡的频率、振幅、阻尼比等关键参数的变化规律及其与系统运行状态的关联。
同时，本文还深入探讨了阻尼控制策略在新能源电力系统中的应用，分析了不同阻尼控制方法的优缺点和适用条件。
本文的研究不仅有助于深入理解新能源电力系统的动态行为，也为电力系统的规划和运行提供了重要的理论依据。
通过优化阻尼控制策略，可以有效提高新能源电力系统的稳定性，降低次同步振荡的风险，从而保障电力系统的安全、高效运行。
在接下来的章节中，本文将详细介绍新能源电力系统的次同步振荡特性分析方法和阻尼控制策略的设计过程，并通过仿真实验验证所提控制策略的有效性。
本文将对研究成果进行总结，并提出未来研究方向和展望。
二、新能源电力系统中的次同步振荡随着新能源电力系统的大规模并网，次同步振荡（SSO）问题逐渐凸显，对电力系统的稳定运行构成了严重威胁。
次同步振荡是一种在同步电机与电网之间发生的电气振荡现象，其频率位于同步频率与工频之间，通常在1~3 Hz范围内。
在新能源电力系统中，由于大量风电、光伏等可再生能源的接入，系统的惯性和阻尼特性发生改变，导致次同步振荡的风险增加。
风电场中的次同步振荡主要源于风电机组与电网之间的电气相互作用。
大型风电机组通常采用双馈感应发电机（DFIG）或直驱永磁同步发电机（PMSG）等类型，这些机组在并网运行时，其控制系统与电网之间可能产生电气谐振，从而引发次同步振荡。
同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响 杨真理
同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响杨真理摘要：随着现代化电力系统的不断发展与完善，致使电力系统对同步发电机励磁控制系统的要求也越来越高。
同步发电机励磁控制系统是同步发电机的重要构成部分，质地优良的发电机励磁控制系统能够确保发电机的稳定运行，提高暂态稳定以及系统运行的条件，满足电力系统稳定运行的需求。
为了解决好电力系统运行过程中出现的问题，本文将对发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响进行探讨，以期对我国电力系统的稳定运行提供支持。
关键词：同步发电机；励磁控制系统；电力系统；稳定性同步发电机励磁控制系统能够对电力系统的暂态稳定以及稳态运行等要素进行分析，对提高电力系统的稳定有着重要的作用，这也使得发电机励磁控制系统成为人们关心的重要课题。
同步发电机能否稳定的、安全的运行，对整个电力系统的稳定运行有着直接的影响，采用一个质地优良的励磁控制系统对维护电力系统稳定有着极其重要的意义，故本文将从电力系统的稳定性入手，从而分析同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响。
一、发电机励磁控制系统发电机励磁控制系统是同步发电机的重要部件，是除励磁电源以外的、能对励磁电流进行控制与调节的电气调控装置，而励磁控制系统多由两部分组成，其一是励磁功率的输出部分，目的是向同步发电机的磁场绕组输送直流电流以建立出直流磁场；其二是励磁的控制部分，也可称之为励磁调节器，其作用是发电机在发生故障后，励磁控制部分能够根据输入的信号以及调节准则进行励磁功率的输出，从而满足发电机系统安全有序运行的需求[1]。
发电机励磁控制系统的励磁控制是由励磁控制器通过检测PT信号而得到发电机机端电压UF，而后将UF参数与参考电压UC进行对比得出电压差，最后通过综合放大环节来控制电压UK，其关系如下:UK=K（UC-UF）。
二、电力系统的稳定性（一）静态稳定所谓静态稳定，指的是电力系统在遇到非稳定情景但扰动不大的情况后仍旧可以继续正常运行，不会发生非周期失步和自发振荡，同时还会自动回复到初始状态，仍旧继续进行同步运行的能力，此时电力系统的稳定性主要是由系统内部的同步力矩决定。
电力系统稳定器对同步发电机稳定性影响的研究
设备的容量也相应增大，系统的运行方式的变化越来越频繁。为了更好地保证安全，经 济运行并保证电能质量，电力系统运行对 自 动控制装置提出了更高的要求。
本论文首先介绍了电力系统稳定性问题的由来及其基本理论和基本分析方法，详细
阐述了发电机励磁系统对同步发电机振荡的影响以及对整步转矩／ 阻尼转矩系数的影响。 针对电力系统的特点，利用电机机电暂态的动力学模型以及同步电机理论，分析了系统
ｉｉｐ ｖｄＴｅ ｅ ｉｏｐｔ ｔｌ ｔ ｏ ｔａｙ ｐ ｃｃ ｌ Ｓ ｉｓ ｅ ａ ｔ ｓ ｒ ｅ． ｓ ｊ ｔ ｆ ｎａｂｔ ｈ ｒｉ ｌ ａｄ ｔａｙ ｏ ｎｃ ｓ ｍ ｏ ｈ ｕ ｃ ｓ ｏ ｉ ｏ ｅ ｅｃｌ ｎ ｒ ｉ ． ｔ ｅ ｓ ｒ ｏ ｂ ｅ ｈ ａ ｌ ｉ ｙ
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江苏大学硕士学位论文
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ＩＰ Ｓ ｔ ｃ ｄ ｅｙ ｓｔ ｇ ａ ｏｃｎｉ ｒ ｐｒｐｉｅ ａｗ ｌ ｓ ｏ ｓｅｔ ｐ ｐｒ ａｄ ｉ ｓ ｎｔ ｆｕｅ ａｐｏｒｔｙ ｅ ａ Ｐ Ｓ ｆ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｌ ｎ ｅ ｎ ｒ Ｓ ｓ ｌ ｏ ｔ ｅ ｏ ｇ ｄ ａ ｌ ｓ ｌ Ｓ
励磁自动控制系统对电力系统稳定的影响
励磁自动控制系统对电力系统稳定的影响姓名：魏金萧学号: 1143031012摘要：电力系统自动装置中的励磁系统是同步发电机的重要配套装置，其对于改善电力系统运行的安全性和稳定性，保证电源质量具有重要意义。
因此，研究励磁自动控制系统对于电力系统稳定性的影响是很有必要的。
关键词：电力系统自动装置励磁系统电力系统稳定性在电力系统中,大机组通常是通过多回高压输电线给远方负荷中心供电，为减少损耗，通常采用无功就地平衡。
但这种方式很容易遭受破坏，导致电压不稳。
励磁控制系统是同步发电机的重要组成部分,能保证电力系统正常运行情况下发电机机端电压基本不变,保证机组间无功负荷的合理分配,提高电力系统的静态稳定性，并且由于设有强行励磁装置,在电力系统发生故障时,能迅速地将发电机的励磁电流急剧增大,从而保证了保护装置动作可靠灵敏,提高电力系统的动态稳定度。
一、励磁控制原理励磁控制系统对电力系统稳定的影响与同步发电机的特性密切相关，其结构如下图所示：在这个系统中，励磁控制器检测发电机的机端电压UF，并将UF与参考电压UC相比较得电压差( UC- UF)，通过综合放大得出控制电压UK，Uk= K( UC- UF)。
由该式不难看出，当发电机的机端电压UF上升，电压差就会降低，这样，经过综合放大后的控制电压UK也会降低，于是，励磁机的励磁电流以及发电机的转子电压都会随之下降，这样，发电机的机端电压UF也随之下降，这样发电机的机端电压上升的扰动就被抵消了。
因此，励磁系统具有提高电力系统稳定运行、维持电压水平以及提高同步电机功率极限和电力系统传输功率等功能。
除此之外，在这个系统中还可以根据实际需要附加阻尼、模糊神经等辅助控制功能。
励磁控制的主要部分是励磁调节器，其作用在于感受发电机电压的变化，并发出控制命令对励磁功率单元加以控制，励磁功率单元也只有在接收到励磁调节器的控制命令后才会改变其输出的励磁电压。
因此，一方面，励磁调节器应能反映发电机电压高低以维持发电机机端电压在给定水平，能合理分配发电机组的无功功率，并且应具备强行励磁功能以迅速反应系统故障，以提高暂态稳定和改善系统运行条件；另一方面，励磁功率单元要有足够的可靠性,并具有足够的调节容量，同时具有足够的励磁电压顶值和电压上升速度。
发电机励磁系统对电力系统稳定的影响
发电机励磁系统对电力系统稳定的影响摘要：本文主要阐述发电机励磁系统，在确保电力系统安全稳定运行所起的作用。
分析了发电机励磁系统对静态稳定、暂态、动态稳的影响，以及增强系统阻尼的措施。
关键词：发电机励磁系统稳定一、发电机励磁系统的主要作用：励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。
对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机运行进行控制的主要手段之一。
励磁系统的主要作用是：1、维持发电机的端电压维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段之一，在负荷变化的情况下，要保证发电机端电压为给定值则必须调节励磁。
由发电机的简化相量图（图1-1所示）可得：Eq =Uf+jIfXd（1-1）式中：Eq ——发电机的空载电势；Uf——发电机的端电压；If——发电机的负荷电流比例。
图1-1 发电机的简化相量图式（1-1）说明，在发电机空载电势Eq恒定的情况下，发电机端电压Uf 会随负荷电流If的加大而降低，为保证发电机端电压Uf 恒定，必须随发电机负荷电流If的增加（或减小），增加（或减小）发电机的空载电势Eq ，而Eq是发电机励磁电流If q的函数（若不考虑饱和，Eq 和If q成正比），故在发电机运行中，随着发电机负荷电流的变化，必须调节励磁电流来使发电机端电压恒定。
为了表示励磁系统维持发电机端电压恒定的能力，采用了调压精度的概念。
所谓调压精度是指在自动励磁调节器投入运行，调差单元退出，电压给定值不行进人工调整的情况下，发电机负载人零变化到视在功率额定值以及环境温度、频率、电源电压波动等在规定的范围内变化时，所引起的发电机端电压的最大变化，常用发电机额定电压的百分数表示。
一般来说，发电机在运行中引起端电压变化的主要因素是负荷电流的变化，通常用发电机调压静差率δJ来表示这种变化。
调压静压率是指自动励磁调节器的调差单元退出，电压给定值不变，负载从额定视在功率减小到零时发电机端电压的变化率，它可由下式计算：δJ （%）=[（Uf0-Uf）/Uf e]×100% （1-2）式中：Uf0——发电机空载电压；Uf——发电机额定负荷时的电压；Uf e——发电机的额定电压。
浅析励磁系统对电力系统安全稳定运行的影响
图3 FM T 2822型自动励磁调节器逻辑框图
(1) 基本特点: 既有 AV R 自动通道与 FCR 手动 通道互相跟随功能, 又能非常平滑无扰动地切换; 所有 保护设置与整定均在计算机整定后下传, 所有实时信 号及开关状态不仅能在面板上反映出来, 而且还可在 在线状态下从个人计算机 R S2232口很方便地了解。在 AV R 与 FCR 通道不正常情况下, 还能自动切到备用 控制方式。
美国联邦实验室的专家预测未来5年内进入市场的风 轮机将比现在使用的更大、更轻, 塔高将达61 m , 并有 先进的副翼、可变运行速度以及直接驱动的发电机。风 轮机的效率提高, 使风力发电的成本不断降低。
[ 摘自《中国电力》1999, (1) ]
·37·
图1 带有辅助励磁机的励磁原理图 1—主发电机; 2—二极管整流桥; 3—交流励磁机 (250H z) ;
4—可控硅整流桥; 5—永磁机 (350H z) 我省嵩屿电厂300MW 发电机就是采用这种励磁 方式, 无刷励磁从原理上讲也是属于这种。然而, 由于 辅助励磁机的存在, 不仅使机组轴系变长, 而且还需将 轴末端的机械振动严格地限制在很小的范围内, 否则
图4 甩负荷试验各电气量变化过程
(P = 75MW , Q = 20M var)
仅瞬时过电压, 调节器很快就把它拉回到空载额定状 态, 整个调节过程稳定可靠。机组带有功功率35MW 、 无功功率20M var 进行模拟低油压既跳主发电机开关 又跳灭磁开关 (全停) 试验的录波曲线如图5所示,
4 结束语
·36·
永磁机转子有可能触及定子内壁及绕组, 在运行中造 成损坏。从图2所示的无刷励磁系统传递函数框图可以 看到调节器的输出控制量是励磁机电压 V ff 而不是 V f, 两者之间有一个惯性环节, 一般滞后015～ 2 s, 所以 该方式不可能有很高的反应速度。
同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响
设计应用技术同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响邢礼灿（江苏通信置业管理有限公司，江苏南京励磁系统是电力系统的关键点，可以增强电力系统运行的稳定性。
基于此，全面分析同步发电机励磁系统基础原理，结合分析数据，构建健全的传递函数模型，形成完整的奈奎斯特曲线和阶跃响应曲线，明确不同励磁真实仿真，全面分析影响励磁系统稳定性的原因。
仿真结果证明，电力系统稳定性与励磁系统性能有直接联系，仿真数据是选择磁系统型号的主要依据。
同步发电机；励磁系统；系统稳定性Influence of Synchronous Generator Excitation Control System on the Stability ofPower SystemXING Lican(Jiangsu Telecom Real Estate Managemant Co., Ltd., NanjingAbstract: The excitation system is a key point of the power system, which can enhance the stability of powercomprehensively analyzesTelecom Power Technology准确判断励磁系统对电力系统暂态稳定性和动态稳定性的影响程度，合理调整电力系统相关数据，加强电力系统运行的稳定性，合理控制同步发电机励磁能，全面加强电力系统静态稳定极限功率。
同时，要真实仿真多样化励磁系统运行模式，优化系统运行流程，工作人员分析发现，扰动状态下的暂态稳定水分别是在标准的动力输送条件下，应用暂态稳定的动力极限。
发电机输出功率为（2）表示变压器和输电线间的相角；δG表示机端电压和受端U间的永磁体宽度作为设计参数，参数取值范围如表由于不同电机实际结构尺寸存在严重差异性，工作人员要根据电力系统实际运行情况，选择合理数值，结合优化后的分析结果，准确判断其实际优化取值范围，提高仿真的精确度。
励磁控制对电力系统稳定的影响
励磁控制对电力系统稳定的影响电力系统的稳定性是指系统能够在出现外界扰动或内部故障时，通过自身调节恢复到稳定工作状态的能力。
励磁控制是电力系统中一种重要的控制策略，通过调节发电机的励磁系统，可以对电力系统的稳定性产生积极的影响。
下面将详细介绍励磁控制对电力系统稳定的影响。
首先，励磁控制可以提高发电机的电势稳定性。
励磁系统的主要作用是提供发电机的励磁电流，保持电机的磁场强度稳定。
稳定的磁场强度可以保证发电机在运行时，输出稳定的电势。
当系统负荷发生变化时，通过调节励磁控制参数，可以使发电机的输出电势迅速调整到合适的值，提高电力系统的电势稳定性，避免因电势波动过大导致的系统动态不稳定。
其次，励磁控制可以改善系统的电压稳定性。
电压稳定性是指系统电压在负荷变化或其他扰动下能够保持在规定范围内的能力。
励磁控制可以通过调节发电机的励磁电流来调整系统的电压。
当系统负荷增加时，励磁控制可以增加发电机的励磁电流，提高输出电压；当系统负荷减少时，励磁控制可以减小发电机的励磁电流，降低输出电压。
通过励磁控制调整电压可以保持电力系统的电压稳定性，避免因电压过高或过低导致的设备损坏或系统崩溃。
此外，励磁控制还可以提高发电机的动态稳定性。
发电机在运行过程中，可能会面临各种扰动，如负荷突变、短路故障等。
这些扰动会导致发电机磁场发生变化，进而影响电力系统的稳定性。
励磁控制可以通过调节发电机的励磁电流，改变发电机的磁场强度，从而对抗外界扰动，提高发电机的动态响应能力和稳定性。
通过快速调整励磁电流，发电机可以更好地适应系统的变化，提高动态稳定性，减少系统发生事故的风险。
总结来说，励磁控制对电力系统稳定性的影响体现在提高电势稳定性、改善电压稳定性和提高动态稳定性三个方面。
通过调节发电机的励磁电流，可以在系统负荷变化或其他扰动情况下，保持输出电势和电压的稳定，提高系统的稳定性和可靠性。
因此，励磁控制在电力系统中具有重要的意义，对提高电力系统的稳定运行起到了积极的促进作用。
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电 网 技 术 Power System Technology 中图分类号：TM76 文献标识码：A
Vol. 30 No. 18 Sep. 2006 学科代码：470·4054
励磁系统及电力系统稳定器对发电机组 次同步谐振阻尼特性的影响
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引言
众所周知，高起始响应的励磁系统可增加同步 转矩， 但 同时 也会引入负 阻尼，从而 可能引起 [1] 0.1~2Hz 频率范围内的低频振荡 。 目前已有很多方 法 可有效抑制这种振 荡，电力系统稳定器 (power system stabilizer，PSS)就是一种方法。关于 PSS 抑 [2-10] 制低频振荡的原理已有很成熟的理论 。 次同步谐振 一直是 电力系统中的一个重要问 [11 - 13 ] 题 ， 学者 们 已提出 了各种 抑制措施 ， 如文 献[14-18]提出利用励磁系统及 PSS 来缓解次同步谐 振问题，但关于励磁系统及 PSS 对发电机组次同步 阻尼特性的影响至今尚未见报道。本文基于 IEEE 次同步谐振第一标准测试系统，采用时域仿真实现 的复转矩系数法(测试信号法)，分析了不同类型励 磁系统在没有 PSS 以及与单输入 PSS 配合作用的情 况下，对电气阻尼特性的影响。
第 30 卷 第 18 期
电 网 技 术
Us UC _+ Σ + _ UF 1+sTC 1+sTB UAMAX KA +UA Σ 1+sTA _ UAMIN UH KH URMAX
LV GATE
15
UUEL KB
HV GATE
气阻尼转矩系数，其表达式为 (f) ∆T De ( f ) = Re( e ) (1) ( f ) ∆ω 式 中 ： De 为发电机的电气阻尼转矩系数， pu ； ( f ) 和 ∆ω ( f ) 分别为当发电机转子施加频率为 ∆T
UT URMIN IFD
ILR
Fig. 1
图 1 仿真系统接线 Circuit of simulation system
பைடு நூலகம்
Fig. 4
图 4 IEEE ST1A 型励磁系统标准模型 Standard model of IEEE ST1A excitation system
1.3
励磁系统模型
目前，国内发电机的励磁调节器主要有 3 种类 型：电压源静止励磁控制系统、他励静止二极管整 流器励磁系统(简称三机系统)和无刷励磁系统。静 止励磁系统的励磁电压响应时间快。三机励磁系统 分为常规响应和高起始响应(high initial response， HIR)2 种。 常规响应三机系统的电压响应时间较慢， 约为 0.2~0.5 s； HIR 三机系统的电压响应时间较快， 一般不大于 0.1 s。无刷励磁系统本质上还是三机励 磁系统，只是励磁机和发电机转子结构与三机系统 的不同，取消了发电机转子滑环，无刷励磁系统也 分为常规响应和 HIR 2 种。 [22] 根据 IEEE Std 421.5-1992 选择 3 种励磁系统作 为研究对象：IEEE ST1A 型静止励磁系统，IEEE AC1A 型常规响应三机系统，IEEE AC2A 型 HIR 三 机系统。 其数学模型如图 2~4 所示。 其中 IEEE ST1A
e
UFEMAX −KDIFD KE+SE (UE) 1 sTE 0 UE Π EFD
+ UR
Σ
_
UREF
UOEL
URMIN UX UX=UE SE(UE) + + Σ KE UFE + Σ +
FEX FEX =f( IN) IN KCIFD IN= UE I FD
f 的脉动转矩后，发电机电磁功率增量的相量和角 速度增量的相量，pu。 1.2 系统模型 [21] 采用 IEEE 次同步振荡第一标准测试系统 ， 接线如图 1 所示。发电机为单刚体模型。系统的基 本运行条件如下：发电机输出的有功功率为 0.9 pu， 输 出 的无 功功 率为 0.3 pu ；发电机 终端 电 压 为 1.0 pu。 输电线路用等值阻抗表示， 其中串联电容取 0.371( 标幺值)。
1
1.1
仿真方法及模型
仿真方法 文献[19-20]对复转矩系数法的适用范围及应用 进行了深入研究。本文将直接利用文献[19-20]的结 果，基于测试信号法进行仿真研究。利用 PSCAD/ EMTDC 程序仿真计算被分析系统中发电机组的电
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Tab. 1
参数 KA TA TB TC KF TF
表 1 AC1A 型励磁系统的参数 The parameters of IEEE AClA excitation system
取值 400 0.02 0.00 0.00 0.03 1.00 参数 TE KD KE KC UAMAX UAMIN 取值 0.80 0.38 1.00 0.20 14.5 −14.5 参数 URMAX URMIN SE(UE1) UE1 SE(UE2) UE2 取值 6.03 −5.43 0.10 4.18 0.03 3.14
张 帆，徐 政
（浙江大学 电气工程学院，浙江省 杭州市 310027）
Effect of Exciter and Power System Stabilizer on Subsynchronous Resonance Damping
ZHANG Fan，XU Zheng
（School of Electrical Engineering， Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang Province，China） ABSTRACT：Taking three types of standard IEEE excitation systems, i.e., IEEE AC1A, IEEE AC2A and IEEE ST1A, and the IEEE single channel power system stabilizer (PSS) as objects to be investigated, by means of complex torque coefficient approach, namely the test signal method, realized by time domain simulation, the influences of these research objects on damping characteristics of unit’s subsynchronous resonance (SSR) are studied. Frequency scanning in the subsynchronous frequency range is performed to calculate the subsynchronous electrical damping characteristics of the unit under subsynchronous frequency, thus the influences of various excitation systems, in which PSS is not equipped or PSSs with different input signals are equipped, on electrical damping characteristics of unit are analyzed, and the effects of parameters of PSS on electrical damping are also researched. Research results show that the electrical negative damping around the resonance point can be reduced while the excitation systems with high initial response, such as IEEE AC2A and IEEE ST1A, are co-operated with the PSS which takes the output electromagnetic power of generator as its input signal, so not only power swing oscillations can be eliminated, but also the SSR can be mitigated. KEY WORDS: excitation system；power system stabilizer； subsynchronous resonance；test signal method；time domain simulation；PSCAD/EMTDC 摘要：采用时域仿真实现的复转矩系数法，测试信号法，以 IEEE AC1A 型、 AC2A 型以及 ST1A 型 3 种标准的励磁系统和 IEEE 单通道的电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS) 为研究对象， 分析了它们对发电机组次同步谐振阻尼特性的影 响。通过频率扫描计算发电机组在次同步频率下的电气阻
-
UUEL Us UTURMAX − KCIFD
HV GATE LV GATE
预备的稳定器的输入
UAMAX U+
UI
HV GATE
KA A 1+sTC 1+sTC1 1+sTB 1+sTB1 1+sTA +_ Σ UAMIN sK F 1+sTF
EFD
UREF