同步电机励磁系统电力系统研究用模型Excitationsystemfor
2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真
2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真随着电力系统的快速发展和电力负荷的不断增加，同步发电机在电力系统中的作用日益重要。
在发电过程中，同步发电机的励磁系统起着至关重要的作用，它不仅决定了发电机的输出功率和电压稳定度，还直接影响到电力系统的稳定性和安全性。
因此，对同步发电机励磁系统进行建模和仿真，分析其特性及优化其性能具有十分重要的实用价值和工程应用前景。
本文将针对电力系统同步发电机励磁系统的建模和仿真，从理论分析、实验研究和实际应用等角度进行探讨，并提出相应的解决方案和建议。
一、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机是电力系统中常用的发电设备之一，其工作原理是通过励磁系统对转子产生恒定电磁势，使得电动机的旋转速度与电网同步。
励磁系统由调节回路和发电机励磁机组成，前者用于调节励磁电流大小，后者用于产生励磁电流。
励磁机由交流电源供电，将电能转换为磁能，形成恒定的磁场，以激励转子产生电势，并与电网同步。
二、同步发电机励磁系统的建模方法同步发电机励磁系统建模方法通常采用开环和闭环两种方法。
开环方法着重考虑发电机励磁机的特性和参数，而忽略负载和电力系统的影响；闭环方法则将发电机励磁系统与负载和电力系统耦合起来，考虑更加全面的影响因素。
基于此，可以利用MATLAB等软件对同步发电机励磁系统建立模型并进行仿真。
三、同步发电机励磁系统的特性分析同步发电机励磁系统特性分析是建模和仿真的重要内容，其目的是分析系统的性能和稳定性。
特性分析主要包括励磁电路特性分析、励磁系统数学模型建立、励磁机暂态过程仿真等方面。
四、同步发电机励磁系统的优化同步发电机励磁系统的优化可以通过改变发电机励磁电路参数、控制环节参数等方式进行。
其中，提高励磁机的内部反馈控制效果，降低负载波动对励磁系统的影响，并采用先进的励磁控制算法等方法，可以显著提升系统的质量和性能。
五、同步发电机励磁系统仿真结果分析通过对同步发电机励磁系统的仿真分析，可以建立电网和发电机系统的各种工况和稳态性能参数，并提出相应的改进措施和建议。
同步发电机励磁系统实验研究
摘要同步发电机励磁系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用，在我国，励磁系统的可靠性和技术性能指标还不能令人满意。
除了制作水平的提高外，利用特殊的动态测试设备在设计、生产、运行、维护等各个阶段对励磁系统进行设计验证和动态性能测试，是提高励磁系统可靠性和技术性能指标的重要手段。
随着计算机技术的发展，数字仿真测试技术在电力系统研究领域正起着越来越重要的作用。
因此研究采用数字仿真测试技术对同步发电机励磁系统进行动态性能测试，对提高励磁系统的可靠性和技术指标有着重要意义。
关键词：同步发电机，励磁系统AbstractThe excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not very satisfactory. To improve the reliability and performance of excitation system, in addition to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special dynamic testing devices. With the rapid development of computer science and technology, digital simulation testing is becoming more and mo re important in Power System research field. Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability and performance of an excitation system.Keyword: Synchronous Generator, Excitation System目录摘要 (1)目录 (2)1 综述 (3)1.1课题的研究背景和意义 (3)1.2同步发电机励磁系统的主要任务 (3)1.3励磁的发展演绎 (4)1.4同步发电机对励磁的基本要求 (4)2同步发电机励磁系统的基本原理 (6)3同步发电机励磁系统的实验研究 (10)3.1 WDT-ⅢC型电力系统综合自动化试验台介绍 (10)3.2同步发电机励磁系统试验装置 (12)3.3同步发电机励磁控制实验 (23)4结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 综述1.1课题的研究背景和意义近年来，随着发电机容量的不断增大，远方水电厂到负荷中心的长距离输电线路的出现，这时，发电机间的联系变得比较松散，就出现了输送功率的极限问题。
基于MATLAB的同步发电机励磁系统的建模与仿真研究剖析
硕士研究生学位论文X X大学论文题目(中文)：基于MATLAB的同步发电机励磁系统的建模仿真论文题目(外文)：Modeling and Simulation of excitation system of synchronous generator based on MATLAB/simulink 研究生姓名：XXXX学科、专业：电气工程研究方向：导师姓名职称：论文答辩日期年月日学位授予日期年月日摘要近些年来,电力系统发展迅速,基本形成了高电压、大机组、超远距离输送的模式。
因此,保证电力系统的安全、稳定、高效运行成为了研究的热点与难点。
同步发电机励磁控制系统是同步发电机控制系统的核心。
经过长年的研究证明, 实现对同步发电机励磁的合理有效控制,是实现电力系统稳定运行要求的最快捷、最有效、最廉价的方法。
传统PID控制需要线性的精确模型,无法实现对非线性对象的有效控制,不能及时应对系统运行中被控对象发生的改变,对于目前以至未来电力系统的发展特点,难以实现有效控制。
模糊控制是一种智能控制方法,它不需要精确的数学模型,鲁棒性强,同时设计简单方便,易于实现。
本文从同步发电机励磁控制系统原理入手,在深入学习PID控制与模糊控制理论之后,将两者结合起来,提出了基于模糊PID同步发电机励磁控制策略。
详细阐述了该模糊PID励磁控制器的设计过程,实现了针对同步发电机励磁控制这一非线性系统的实时在线控制。
选取了多组参数对所设计的励磁控制器进行仿真,与常规PID控制效果进行比较分析。
实验结果表明本文提出的基于模糊PID的同步发电机励磁控制效果良好,系统的动态特性和静态特性相对于传统PID励磁控制都得到改善,能够对系统运行状态的改变做出及时合理的调整,响应速度快,超调量小,调整时间短,使系统具有较强的适应和抗干扰能力,控制效果明显提高；对于传统PID控制无法解决的非线性问题,模糊PID控制依然有良好的控制效果,体现出解决非线性控制问题的优势。
同步电机励磁系统电力系统研究用模型Excitationsystemfor
同步电机励磁系统电力系统研究用模型Excitation system for synchronous electrical machinesModel for power system studiesGB/T7409.2—1997前言本标准是对GB7409—87的修订。
GB7409—87执行七年来，技术已有新的发展，其中有些内容IEC已制定了国际标准。
为适应技术发展的要求和贯彻积极采用国际标准的精神，原标准需作修订。
为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便，经技术委员会研究，将GB7409改编为系列标准：修订后的GB7409.1等同采用IEC34-16-1：1991；GB7409.2等同采用IEC34-16-2：1991，至于GB7409.3，由于IEC目前还没有相应的标准，此部分是根据GB 7409执行七年的情况并参考了美国IEEE std421.1—1986、421.A—1978、421.B—1979和原苏联ГОСТ21558—88等标准编写的。
本标准规定了适用于电力系统稳定性研究的励磁系统模拟简图及相应的数学模型，以及其包括的参数和变量的术语定义。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录；本标准的附录E是提示的附录。
本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。
本标准主要负责起草单位：哈尔滨大电机研究所。
主要起草人：忽树岳。
GB/T7409.2—1997IEC前言1)IEC(国际电工委员会)是由所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)组成的世界范围内的标准化组织。
IEC的目的是促进电工和电子领域内所有有关标准化问题的国际间的合作。
为此目的和除其他活动之外，IEC出版国际标准。
这些标准是委托各个技术委员会制定的；对所讨论的主题感兴趣的任何一个国家委员会都可以参加起草工作，与IEC有联系的国际的，政府的和非政府的组织也可以参加起草工作。
IEC和ISO(国际标准化组织)按两大组织之间共同确定的条件紧密合作。
EXC9200励磁系统用户手册.
EXC9200励磁系统用户手册第8 章试验规程中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录8-1概述 (2)8-2安全条件 (2)8-3对试验人员的基本要求 (2)8-4紧急事件的说明 (3)8-4.1火灾 (3)8-4.2触电 (3)8-5试验条件 (3)8-6适用标准及规范 (3)8-7调试大纲 (4)8-7.1出厂调试大纲 (4)8-7.2现场调试大纲 (4)8-7.3PSS试验 (4)附录一、EXC9200励磁系统出厂试验大纲 (5)附录二、EXC9200励磁系统现场试验大纲 (30)8-1概述本试验规程详细介绍了EXC9200型励磁系统的出厂和现场调试方法、调试步骤以及安全注意事项。
本试验规程主要面向电站励磁设备维护人员，要求维护人员具备丰富的电气工程及励磁系统方面的专业知识。
8-2安全条件励磁系统属于重要的二次设备，需要采取必要的措施来保障设备能长期稳定工作，作为电子设备，本身既脆弱又危险，维护人员必须严格遵循安全规则，做好安全防护措施情况下，遵照试验规程来完成设备的调试工作。
设备试验时，不遵循试验规程将导致下列后果：不做好安全防护措施，引起人身的伤害和设备的损坏。
不遵照试验规程完成试验，试验有遗漏或试验方法不对，会给设备带来隐患。
隐患一旦引发事故，则会产生严重后果。
8-3对试验人员的基本要求∙必须熟悉励磁系统用户手册和励磁装置电气图∙必须熟悉励磁系统的基本原理∙ 必须熟悉励磁装置的操作∙ 必须熟悉励磁装置试验规程，理解各试验项目的基本内容 ∙ 必须清楚：紧急情况下的停机措施和安全措施∙ 必须经过安全培训，熟悉预防工作现场事故、触电救护和熟练使用灭火器材灭火 8-4紧急事件的说明 8-4.1火灾励磁装置附近安放的灭火器材建议为二氧化碳灭火器或泡沫灭火器。
二氧化碳灭火器用于电器设备的灭火，不能对着人体使用。
泡沫灭火器用于一般物体的灭火，可以用于人体的灭火，不能用于电器设备的灭火。
最新IEC60034标准汇总
3P;A4
aRnodtactilnasgsiefilceacttiroicna;l machines - Part 18: Functional
旋转电机.第18部分:绝缘体系的功能评定.第21节:绕组线的试验程序. evaluation of insulation systems - Section 21: Test
车辆用电机)
machinery from tests (excluding machines for traction
vehicules)
55P;A4
旋转电机.第22部分:往复式内燃机驱动的发电机组用交流发电机
Rotating electrical machines - Part 22: AC generators for reciprocating internal combustion (RIC) engine driven 35P;A4 generating sets
Rotating electrical machines - Part 18: Functional evaluation of insulation systems - Section 31: Test procedures for form-wound windings - Thermal evaluation and classification
27P;A4
aRnodtactilnasgsiefilceacttiroicnalomf achines - Part 19: Specific test
旋转电机.第19部分:通用直流电机和整流器馈电装置的特殊试验法 methods for d.c. machines on conventional and rectifier- 37P;A4
同步发电机励磁系统建模导则-国网
Q/GDW 142-2006
前言
本标准根据国家电网公司《关于下达 2004 年度国家电网公司技术标准制订计划的通知》（国家电 网科[2004]337 号文）编制。
本标准用于建立电力系统稳定计算用的发电机励磁系统数学模型。励磁系统部件的数学模型与 GB/T7409《同步电机励磁系统》和 IEEE Std421.5《IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies》相一致，励磁系统整体数学模型与 GB/T7409 规定的发 电机励磁系统数学模型相一致，且适合在广泛使用的电力系的模型应符合 GB/T7409 和 IEEE Std421.5-1992 的要求。 3.2 由于受数据获取和程序编制的限制，在满足稳定分析要求的情况下，可采用具有适当精度的简化 模型。 3.3 通过测辨建立与实际励磁系统结构一致的励磁系统数学模型——原型模型。 3.4 根据原型模型建立电力系统稳定计算用的励磁系统模型——计算模型。 3.4.1 可选与原型模型结构一致的计算模型——等同计算模型。等同计算模型可以是电力系统计算程 序中的固定模型，也可以是其自定义模型，直接将原型模型参数转换为等同计算模型参数。进行发电机 空载阶跃的仿真和试验校核，确认等同计算模型参数。 3.4.2 无法选择与原型模型结构一致的计算模型时，首先进行发电机空载阶跃的仿真和试验校核，确 认原型模型参数。其次选择与实际励磁系统结构相近的计算模型——近似计算模型，进行计算校核，即 原型模型和近似计算模型在电力系统分析程序上进行发电机负载下的大、小扰动计算，调整近似计算模 型的参数使得两种模型响应的差别在许可范围内。 3.5 进行稳定计算至少应提供自动电压调节器、电力系统稳定器（PSS）、调差特性和强励限制数学模 型和参数，进行电压稳定计算和中、长期稳定计算还应当提供低励限制（UEL）、过励限制（OEL）和伏 赫限制数学模型和参数。
励磁系统PSS简介
电力系统稳定器PSS模型简介按照标准技术语言：电力系统稳定器Power System Stabilizer 简称PSS，是励磁调节器通过一种附加控制功能，借助于AVR控制励磁输出，阻尼同步电机的低频功率振荡，用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。
按照陈小明理解的技术语言：PSS是励磁调节器自动通道（自动电压调节器AVR）的附加环节或者附加装置，以低频0.2∼2.5Hz的有功功率摆动作为输入，经过放大和调整相位后叠加在AVR输出上，产生同发电机阻尼绕组一样效果的正阻尼，抵消单纯电压偏差调节的AVR所产生的负阻尼，防止电力系统出现低频振荡，提高电力系统动态稳定性。
显然，PSS只有一个叠加到AVR的输出量，至于输入量最少一个。
按照PSS输入的不同可以划分出不同的PSS模型。
按照其他方式划分，又有其他模型。
无论什么理论，只要一说到分类，张三李四王麻子各有各的爱好，分类也就越来越多。
幸好PSS源于美国，且数学模型研究不是中国人的特长，因此，PSS模型的划分还是比较简单的，美国电气和电子工程师协会(IEEE)1992年将PSS划分PSS1A型（单输入）和PSS2A型（双输入），2005年版的IEEE为将PSS划分PSS1A（单输入Single-input PSS）、PSS2B（双输入Dual-input PSS）、PSS3B （双输入Dual-input PSS）、PSS4B（多频段Multi-band PSS），这是目前PSS模型最权威的分类，也是学习和交流PSS技术的重要依据。
PSS1A，单输入PSS，两级超前滞后环节。
最早的输入量是频率，现在普遍采用功率P，利用隔直环节得到ΔP,再对ΔP进行超前滞后处理，以达到抑制低频振荡之目的。
PSS1A主要适用于火电厂，因为火电机组调负荷很慢，其有功变化频率不在PSS1A的频率范围，不会产生机组无功反调。
PSS1A，简单可靠。
所谓反调，就是发电机无功随有功增减而减增，显然不利于电力系统稳定，需要避免。
电力系统稳定器PSS在应用中的差异
电力系统稳定器PSS在应用中的差异摘要：大容量高参数的电源系统与容量接近无限大的电网系统无疑是日后发展的方向，其带来的系统振荡的危害也是巨大的，如果不加以抑制及控制，其产生的灾难是瞬时的，巨大的，是人为操作无法及时避免的，而PSS的应用就是用来抑制系统振荡。
关键词：国标GB；美标IEEE；阻尼转矩作用；电力系统稳定器PSS模型电力系统稳定器（pss）是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。
它在励磁电压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。
用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。
它抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。
对于励磁系统模型的定义及操作办法在GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》中有详细的说明及定义，其中中国标准GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》等同采用了IEC 60034-16-2《旋转电机：第16部分：同步电机励磁系统第2章：电力系统研究用模型（Rotating electrical machines-part 16:Excitation systems for synchronous machines-chapter2:Models for power system studies,MOD）》，而IEEE Std 421.5《推荐用于PSS研究的励磁系统模型（Recommended practice for excitation systems models for power systems stability studies）》美标则规定了不同的研究模型GB 7409.2《同步电机励磁系统电力系统研究用模型》中电力系统稳定器输入信号一般有发电机有功功率、机端电压的频率、发电机转速或他们的组合。
simulink中excitation system模块讲解
simulink中excitation system模块讲解Simulink中的Excitation System模块是用于模拟发电机励磁系统的组件。
励磁系统是发电机的一个重要组成部分，它控制着发电机机端电压的大小和稳定性。
Excitation System模块提供了一种简单的方式来模拟励磁系统的行为。
通过该模块，您可以定义励磁系统的参数，如励磁电压、励磁电流、励磁电阻和励磁电感等。
以下是Excitation System模块的一些关键特性：1.参数设置：您可以在模块的参数设置中定义励磁系统的参数，例如励磁电压、励磁电流、励磁电阻和励磁电感等。
这些参数将影响励磁系统的行为和发电机的性能。
2.输入和输出：Excitation System模块具有输入和输出端口，用于连接其他Simulink模块。
输入端口用于接收控制信号，如励磁电压的控制信号。
输出端口用于提供励磁电流和机端电压等信号。
3.仿真行为：在仿真过程中，Excitation System模块将根据定义的参数和输入信号模拟励磁系统的行为。
它会计算励磁电流和机端电压等输出信号，并将这些信号传递给其他模块。
4.可扩展性：Excitation System模块是一个可扩展的组件，您可以根据需要添加其他功能或修改模块的行为。
例如，您可以添加其他控制逻辑或扩展模块以模拟更复杂的励磁系统。
总之，Simulink中的Excitation System模块是一个功能强大的组件，用于模拟发电机的励磁系统。
通过该模块，您可以方便地定义励磁系统的参数，并模拟其行为。
这对于发电机的设计和性能分析非常有用。
simulink中excitation system模块讲解
simulink中excitation system模块讲解在Simulink中，励磁系统（Excitation System）模块用于模拟电力系统的励磁控制装置。
励磁系统的主要功能是控制发电机的励磁，以维持发电机的电压稳定。
励磁系统模块通常由多个子模块组成，每个子模块代表励磁系统的一个部分。
以下是励磁系统模块的主要子模块及其功能：1. AVR（Automatic Voltage Regulator）模块：AVR模块用于控制发电机的电压。
它通过比较发电机输出电压与设定值之间的差异，并根据控制策略调整励磁电流，以使发电机的电压保持在设定范围内。
2. PSS（Power System Stabilizer）模块：PSS模块用于增强发电机的稳定性。
它通过监测发电机转子角度的变化，并根据控制策略调整励磁电流，以抑制发电机振荡和提高系统稳定性。
3. Exciter模块：Exciter模块用于产生励磁电流。
它接收来自AVR和PSS模块的控制信号，并根据控制策略生成相应的励磁电流。
4. Voltage Limiter模块：Voltage Limiter模块用于限制发电机的电压。
它监测发电机输出电压，并根据设定的上下限值调整励磁电流，以防止电压超过安全范围。
5. Feedback模块：Feedback模块用于提供反馈信号给AVR和PSS模块。
它监测发电机输出电压和转子角度，并将这些信息反馈给控制模块，以帮助调节励磁电流。
在Simulink中，可以通过连接这些子模块来构建完整的励磁系统模型。
用户可以根据实际需求选择不同的励磁系统模型和参数，并通过调整控制策略来优化发电机的励磁控制效果。
模型可以使用不同的信号源（如阶跃信号或正弦信号）进行仿真，以评估励磁系统在不同工况下的性能。
总之，Simulink中的励磁系统模块提供了一个方便且灵活的工具，用于模拟和优化电力系统中发电机的励磁控制装置。
通过调整模型参数和控制策略，用户可以改善发电机的电压稳定性和系统稳定性。
PSS(电力系统稳定器)模型
按照标准技术语言：电力系统稳定器Power Sｙstem Ｓtabilizeｒ简称PSＳ，是励磁调节器通过一种附加控制功能，借助于ＡVＲ控制励磁输出，阻尼同步电机的低频功率振荡,用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。
按照陈小明理解的技术语言:PＳS是励磁调节器自动通道（自动电压调节器AVＲ）的附加环节或者附加装置,以低频0.2∼2。
５Hz的有功功率摆动作为输入，经过放大和调整相位后叠加在ＡVＲ输出上,产生同发电机阻尼绕组一样效果的正阻尼，抵消单纯电压偏差调节的AVＲ所产生的负阻尼,防止电力系统出现低频振荡，提高电力系统动态稳定性。
显然，ＰSS只有一个叠加到AVR的输出量,至于输入量最少一个.按照PＳS输入的不同可以划分出不同的PSS模型。
按照其他方式划分,又有其他模型。
无论什么理论，只要一说到分类，张三李四王麻子各有各的爱好，分类也就越来越多.幸好PSS源于美国，且数学模型研究不是中国人的特长,因此，PSS模型的划分还是比较简单的,美国电气和电子工程师协会（ＩＥEE)19９2年将PSS划分PSＳ1A型(单输入)和PSS２A型（双输入)，200５年版的IEEE为将PSS划分PSS1A（单输入Sinｇle－iｎpuｔ PSS）、ＰSS2B（双输入Dｕal－ｉnput PSS）、PSＳ3B（双输入Duａl－iｎｐｕｔPSS）、PSS4B(多频段Ｍulti—ｂand PSS)，这是目前PSS模型最权威的分类，也是学习和交流ＰSS技术的重要依据。
PSＳ１A,单输入PSＳ，两级超前滞后环节。
最早的输入量是频率，现在普遍采用功率P，利用隔直环节得到ΔP，再对ΔP进行超前滞后处理，以达到抑制低频振荡之目的.PSS1A主要适用于火电厂，因为火电机组调负荷很慢，其有功变化频率不在PSＳ1A的频率范围，不会产生机组无功反调。
ＰSS1Ａ，简单可靠.所谓反调，就是发电机无功随有功增减而减增，显然不利于电力系统稳定，需要避免.ﻫPＳＳ2B,双输入PSS,一个输入量是ω，一个是P,三级超前滞后环节。
simulink中excitation system模块讲解 -回复
simulink中excitation system模块讲解-回复simulink中的excitation system模块是一种用于控制并调节发电机励磁的模块。
在发电过程中，发电机的励磁系统对发电机输出的电压和频率起着重要的作用。
为了保证稳定的电压和频率输出，excitation system模块采用了一系列的控制策略和算法。
首先，我们来了解一下何为励磁系统。
在发电机中，励磁系统通过为发电机输入直流电流来产生磁场，使得发电机转子上的感应极性与励磁极之间产生磁力，从而使发电机旋转。
同时，励磁系统还能控制输出的电压和频率，以满足电力系统的需求。
在Simulink中，excitation system模块用于模拟发电机励磁的过程。
通过添加该模块，我们可以模拟发电机的电压、励磁电流以及励磁控制器的动态响应。
接下来，我们将一步一步回答关于excitation system模块的问题。
1. 如何在Simulink中添加excitation system模块？在Simulink中，打开你的项目或模型，进入库浏览器。
在库浏览器的搜索框中输入“excitation system”，然后从结果中选择合适的模块。
将模块拖动至你的模型中。
2. excitation system模块的主要组成是什么？excitation system模块通常由以下几个主要组成部分组成：- 励磁机：用于将直流电源的电流转换成发电机所需的磁场。
- 动态响应控制器：用于控制和调节励磁机的输出电流，以达到稳定的电压和频率输出。
- 反馈回路：用于将发电机输出的电压信号反馈给控制器，以实现反馈控制。
3. excitation system模块的工作原理是什么？excitation system模块的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：- 发电机输出的电压信号经过传感器采集后，通过反馈回路输入控制器。
- 控制器根据采集到的反馈信号与期望的电压信号进行比较，计算出误差信号。
EXC9200励磁系统用户手册
EXC9200励磁系统用户手册第 1 章概述中国电器科学研究院有限公司广州擎天实业有限公司目录1-1前言 (2)1-2适用范围 (2)1-3适用环境 (3)1-4主要技术特点 (3)1-5主要功能 (4)1-6所遵从的行业励磁标准 (5)1-11-1前言EXC9200型励磁系统是中国电器科学研究院有限公司/广州擎天实业有限公司开发的第六代微机励磁系统。
其主要设计特点，依托高性能、高可靠的嵌入式计算机和实时操作系统平台，采用分布式控制架构，实现励磁系统的操作、显示、状态和故障监测等智能一体化。
EXC9200 型励磁系统基于高性能计算机平台，其核心控制单元采用高性能CPU 为主处理器，大容量FPGA 芯片为协处理器，组成多CPU的高速实时采样和处理系统。
主处理器采用RISC 架构，主频800MHz的32位高性能处理器，带双精度（64位）浮点运算器，用于完成复杂逻辑控制、复杂运算和通信。
大容量FPGA 内部集成RAM 和多路DSP，用于多单元并行浮点运算，进行数字信号处理。
EXC9200励磁系统的调节器是具有多通道冗余能力的系统，系统的冗余配置为1+i方式（i=1,2），即系统可配置为双通道冗余或三通道冗余，通道间的切换基于优先级方式，极大提高系统可工作性能，最大限度的降低励磁装置的强迫退出运行的概率。
EXC9200 励磁系统的可配置500A、1000A、2000A和3000A等级的功率柜，其设计生产工艺已经过20年以上总计数千台机组运行验证，主要特点是高输出电流、强停风机能力，并具备完善的状态信息监测和显示功能，具有很高的可靠性。
1-2适用范围EXC9200 型励磁装置适用于从几千千瓦到百万千瓦不同类型同步发电机的励磁系统，包括：◆汽轮发电机组◆水轮发电机组◆抽水蓄能机组◆燃汽轮机组◆生物发电机组◆核电机组EXC9200 型励磁装置适用于以下各种励磁方式，主要包括：◆自并励静止励磁系统◆它励静止励磁系统◆直流励磁机励磁系统◆交流励磁机三机励磁系统◆无刷励磁系统1-3 适用环境1、周围空气温度最高+40℃，最低温度-20℃，可适用于海拔高度1000m以上。
发电机静止励磁系统
发电机静止励磁系统英文回答：Static excitation system for generators.A static excitation system (SES) is a type ofexcitation system used in synchronous generators to control the generator's output voltage. SESs are used in a wide variety of applications, including power plants, industrial facilities, and marine vessels.SESs are typically used in conjunction with an automatic voltage regulator (AVR). The AVR monitors the generator's output voltage and adjusts the excitation current to maintain the desired voltage level. SESs are often used in conjunction with a power factor controller (PFC). The PFC monitors the generator's power factor and adjusts the excitation current to maintain the desired power factor.SESs offer a number of advantages over traditional excitation systems, including:Improved voltage regulation: SESs provide more precise voltage regulation than traditional excitation systems. This is because SESs use solid-state electronics to control the excitation current, which allows for faster and more accurate response to changes in load.Reduced maintenance: SESs require less maintenance than traditional excitation systems. This is because SESs do not have any moving parts, which reduces the risk of wear and tear.Increased efficiency: SESs are more efficient than traditional excitation systems. This is because SESs use solid-state electronics to control the excitation current, which reduces power losses.SESs are a reliable and efficient way to control the output voltage of synchronous generators. They are used in a wide variety of applications, including power plants,industrial facilities, and marine vessels.中文回答：发电机的静态励磁系统。
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同步电机励磁系统电力系统研究用模型Excitation system for synchronous electrical machinesModel for power system studiesGB/T7409.2—1997前言本标准是对GB7409—87的修订。
GB7409—87执行七年来，技术已有新的发展，其中有些内容IEC已制定了国际标准。
为适应技术发展的要求和贯彻积极采用国际标准的精神，原标准需作修订。
为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便，经技术委员会研究，将GB7409改编为系列标准：修订后的GB7409.1等同采用IEC34-16-1：1991；GB7409.2等同采用IEC34-16-2：1991，至于GB7409.3，由于IEC目前还没有相应的标准，此部分是根据GB 7409执行七年的情况并参考了美国IEEE std421.1—1986、421.A—1978、421.B—1979和原苏联ГОСТ21558—88等标准编写的。
本标准规定了适用于电力系统稳定性研究的励磁系统模拟简图及相应的数学模型，以及其包括的参数和变量的术语定义。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D都是标准的附录；本标准的附录E是提示的附录。
本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。
本标准主要负责起草单位：哈尔滨大电机研究所。
主要起草人：忽树岳。
GB/T7409.2—1997IEC前言1)IEC(国际电工委员会)是由所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)组成的世界范围内的标准化组织。
IEC的目的是促进电工和电子领域内所有有关标准化问题的国际间的合作。
为此目的和除其他活动之外，IEC出版国际标准。
这些标准是委托各个技术委员会制定的；对所讨论的主题感兴趣的任何一个国家委员会都可以参加起草工作，与IEC有联系的国际的，政府的和非政府的组织也可以参加起草工作。
IEC和ISO(国际标准化组织)按两大组织之间共同确定的条件紧密合作。
2)IEC关于技术问题的正式决议或协议是由代表各国家委员会专门利益的技术委员会所制定的，这些决议或协议都尽可能充分地表达了国际上所涉及的问题的一致意见。
3)这些决议或协议均以标准、技术报告或导则的形式出版且以推荐的形式供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所承认。
4)为了促进国际上的统一，IEC各国家委员会应尽最大可能在各自的国家和地区标准中明确地采用IEC国际标准，并应清楚地指明IEC标准与对应的本国或本地区标准之间的某些分歧。
5)IEC对任何申明符合其某些标准的设备不提供表明它已被认可的标记过程，并且也不对其负责。
GB/T7409.2—1997IEC序言本报告由No.2旋转电机技术委员会制定。
本报告形成了有关旋转电机系列出版物的第16部分的第2章，其它各部分是：第1部分定额与性能，出版编号：IEC34-1第2部分根据试验确定旋转电机损耗与效率的方法(牵引电机除外)，出版编号：IEC 34-2第3部分涡轮型同步电机的特殊要求，出版编号：IEC34-3第4部分试验确定同步电机参数的试验方法，出版编号：IEC34-4第5部分旋转电机的外壳防护等级，出版编号：IEC34-5第6部分旋转电机冷却方法，出版编号：IEC34-6第7部分旋转电机的结构与安装形式代号，出版编号，IEC34-7第8部分旋转电机的线端部标记和旋转方向，出版编号，IEC34-8第9部分噪声限值，出版号：IEC34-9第10部分描述同步电机的通则，出版编号：IEC34-10第11部分装入式热保护第1章旋转电机的保护准则，出版编号：IEC34-11 第11-2部分装入式热保护第2章热保护系统用的热探测器和控制元件，出版编号：IEC34-11-2第11-3部分装入式热保护第3章热保护系统用的热探测器的通则，出版编号：IEC34-11-3第12部分电压660V及以下的单速、三相鼠笼形感应电动机的起动特性，出版编号：IEC34-12第13部分矿用辅助电动机的技术条件，出版编号：IEC34-13第14部分中心高56mm及以上的电机的机械振动——振动强度的测量、评定与限值，出版编号：IEC34-14第15部分带有成型定子线圈的交流电机的耐冲击电压水平，出版编号：IEC34-15 第16-1部分同步电机励磁系统第1章定义。
出版编号：IEC34-16-1。
中华人民共和国国家标准同步电机励磁系统电力系统研究用模型GB/T7409.2—1997Excitation system for synchronous electrical machinesModel for power system studies国家技术监督局1997-04-10批准1998-04-01实施在电力系统稳定性研究中，当同步电机的运行状态已被准确地模拟，则电机的励磁系统也应相应地模型化。
由于受数据取得、编程和计算的费用的限制，在允许情况下采用具有适当精度的简化模型是必要的。
这些模型应适用于表现下述时间的励磁系统性能。
——到所研究的故障发生前的稳态条件时；——从使用到故障清除的时间间隔时；——故障清除后振荡时间。
模型化不考虑频率偏差，假定在稳态研究中，对励磁系统，当频率偏差为±5%额定值时，可以忽略。
励磁系统模型对于稳态条件，对于在频率范围内的同步电机固有振荡频率应当是有效的。
这个频率范围典型的是从0Hz到3Hz。
失步运行、次同步共振或扭矩影响的分析不包括在模型使用范围内。
保护功能和磁场放电与灭磁设备的动作也不包括在模型使用范围内。
励磁系统模型化方法和标准模型也可能用于与同步电机有关的其它动态问题的研究。
然而，应当检查一下模型，以确定它是否适用研究目的。
图1同步电机励磁系统(虚线框内部分)通用框图在电力系统研究中，所涉及的各种励磁系统的部件在图1通用功能框图中已给出。
图1中的通用功能方块图指明在电力系统稳定性研究中已经考虑过的各种励磁系统部件。
这些部件包括：——电压控制元件——限制器——电力系统稳定器(如果使用)——励磁功率变流器(励磁机)功率部分的主要区分特征是励磁功率提供与变流的方式。
1适用范围本标准规定的励磁系统模拟简图及相应的数学模型，以及其中包括的参数和变量的术语定义适用于电力系统稳定性研究。
所使用术语的定义已在GB/T7409.1—1997中给出。
2励磁机分类——图示法及稳定性研究的数学模型2.1直流励磁机近年来，虽然新机组已很少采用直流励磁机，但还有许多运行中的同步电机装有这类励磁机。
图2就是一种采用它励绕组的直流励磁机简图，图3表示该直流励磁机的模型。
模型中用术语K E来描述自励励磁机的特性。
注意：采用它励励磁机时K E=1。
图2采用一个它励绕组的直流励磁机图3与图2相对应的模型励磁控制采用下列几种形式：——电—机械式操作的变阻器；——电动机操作变阻器；——周期性接通和短路磁场的分流电路；——采用辅助的他励磁场电源，起增、减磁作用；——利用在磁场绕组中串联交磁放大机，起增减磁作用。
考虑机组装直流励磁机的几率减小和重要程度，对上述励磁控制形式，统一用图3的简图描述即可满足要求。
2.2交流励磁机交流励磁机，利用交流发电机带静止或旋转整流器，给同步电机提供励磁电流。
采用可控的或不可控的整流器。
采用不可控整流器时，可通过一个或多个交流励磁机磁场绕组去控制整流器输出。
分清提供交流励磁机磁场电流的电源，是模拟该励磁机的基础。
该电源可为辅助副励磁机，也可为电压或复合静止电源。
图4表示交流励磁机带不可控静止整流器的简图。
由交流发电机供给静止整流器电源，整流器的输出经电刷和滑环给同步发电机的磁场绕组。
励磁机的旋转磁场绕组到励磁控制设备也是通过滑环和电刷进行电联接的。
图5表示交流励磁机(无刷励磁机)带不可控旋转整流器和永磁式辅助励磁机的简图，励磁控制设备的电源由永磁机提供。
整流器和交流励磁机的电枢与同步电机同轴旋转，旋转整流器的输出不需用滑环或电刷，而直接与同步电机的磁场绕组联接。
图4带不可控静止整流器的交流励磁机图5带不可控旋转整流器的交流励磁机(无刷励磁机)图6交流励磁机详细模型图7交流励磁机简化模型图交流励磁机的模拟，如图6所示。
该图用以描述励磁机带负载时的稳态和瞬态特性(在某些情况下考虑到瞬时负载影响，需用更详细的模型)。
交流励磁机的简化模型见图7。
用负载的饱和曲线虽然只能描述其稳态负载特性，但可以满足许多研究的要求。
还应指出，采用简化的模型不可能获得全部数据。
2.3电势源静止励磁机图8电势源静止励磁系统电势源静止励磁机采用整流变压器，电源取自装在与同步电机同轴的辅助发电机或取自与主发电机电压无关的辅助母线或取自同步电机的输出端。
后者称作自并励静止励磁系统，取该系统的电压变量进行性能描述和模拟。
这种系统的简化表示法，如图8所示。
可控整流装置采用全控桥，也可采用一半可控硅、一半二极管的半控桥。
常常通过控制触发角，可限制所给出电压U P+、U P的绝对值。
半控桥线路不能逆变，U P-的值等于零。
最常用的可控整流桥只允许正向励磁电流通过。
若同步电机端扰动引起负的磁场电流，图9的计算机模型对此就不再是有效的了，在这种情况下，同步电机磁场绕组的电压不再受调节器的控制，而决定于其他因素，这不在本文范围内论述。
图9电势源励磁系统模型及简化模型图10直流侧串联、电压相加的复合源静止励磁机对正向和负向电流都允许的设备，只能在特殊条件下使用。
在上述条件下，图9为适用于这种系统的计算机模型。
图11对应图10的励磁机模型图12交流侧电源并联电流相加的复合源静止励磁机图13复合源励磁机总模型2.4复合源静止励磁机复合源静止励磁机采用电流电压源(取自同步电机)供电的两种整流变压器。
设计的形式有多种，这里说明常用的三种形式。
第一种形式，图10给出了整流器直流侧两个电源串联电压相加的原理图。
电流源变压器具有特殊的磁路设计或使用专门的电抗器。
图11给出相应的模型。
第二种形式，图12给出了整流器交流侧两个电源并联、电流相加的原理图。
电势源变压器具有特殊的磁路设计或使用图中示出的专用电抗器。
通过可控整流器控制总电流的分流量来完成控制。
另一种设计方式，是使用特殊的电机内部绕组提供电势源，也可考虑把发电机输出电流做为第二电源。
图13为计算机模型，对于上述前两种系统，该模型充分概括地考虑到了所有的设计参量。
进一步改变一下这个系统，通过控制电流源变压器的饱和程度，达到对励磁机输出的控制。
该系统如图14所示，计算机模型见图15。
图14交流侧两个电源电流相加的复合源静止励磁机某些形式的复合源励磁机的电势源和电流源，不使用双绕组变压器，设计中使用的是三绕组变压器，在磁路上完成电源的复合。
图13和图15的数学关系及框图适用于这些系统。