第7讲 同步发电机励磁控制系统及特性分析(5)讲解

uf
转子电压平衡方程
Td'0 peq'
eq'

Xd

X
' d
id
E fq
定子电压平衡方程不变
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1、暂态电动势的方程式
4、 Eq' 恒定模型
这个模型与经典模型是电力系统机电暂态过程分析中早期采用 的两种模型。这两种模型都不计阻尼绕组对暂态过程的影响。
eq'


Xd

X
' d
id
eq1

Xd Xd

X
' d

X
'' d
eq2
Td' 0 peq' E fq eq1
eq1 X af i f
定子绕组磁链方程

d q

eq'

X
' d
id
X qiq
eq2 X aDiD
E fq

X af Rf
定子绕组电压平衡方程
ud p d q Raia uq p q d Rd iq
转子绕组磁链方程
转子绕组电压平衡方程
eq'


Xd

X
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eq1
Xd Xd

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Xd

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ed1
2
Tq''0 ped''

wenku.baidu.com

X
' q
Xq

X
'' q

X
'' q
ed 2
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1、暂态电动势的方程式
其中，定义如下变量：
eq1 X af i f

ed1

X ag ig
第七讲 同步发电机励磁控制系 统及特性分析（5）
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主讲人：李岩松
华北电力大学 电气与电子工程学院 liyansong811@126.com
第四章 同步发电机励磁控制系统及特性分析
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本章运用自动控制理论来 分析同步发电机自动励磁调节 的动态特性及其对电力系统动 态稳定的影响
5、选定初始点后，饱和效应可以忽略。
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1、暂态电动势的方程式
发电机的用电机参数表示的同步电机方程：
定子绕组磁链方程
d X d id eq1 eq2 q X qiq ed1 ed 2

eq2

X aDiD
ed 2 X aQiQ
E fq

X af Rf
uf

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X af Xf

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X ag Xg

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D


X aQ XQ

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X D X Q X aD X fD X aQ X fQ 0 iD iQ D Q 0
定子电压平衡方程不变。
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1、暂态电动势的方程式
3、不计阻尼绕组的模型 不计阻尼绕组的影响。 X D X Q X g iD iQ ig D Q g 0 所有与阻尼绕组g、D、Q有关的互阻抗都为零。
eq2




ed'

Xq

X
' q
iq
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Xq Xq

X
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X
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X
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iq
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ed 2
Td''0Tpd'eT0q''qp'0epq' ed' XXEdd'
fq eq1

X
'' d
X
'' d
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一、同步发电机的动态方程
在描述同步发电机的动态方程时，考虑在处于小扰动情况下运 动方程可以进行线性化。
假设条件是：
1、忽略阻尼效应。
2、忽略定子绕组的电阻。
3、在定子和负荷的电压方程中，d、q轴的感应电动势中
与转速电动势q d 相比可以忽略。
dd
dt
dq
dt
4、感应电动势中 近似等于 0
低频振荡或者功率振荡常出现在长距离、重负荷输电线上， 特别是在快速高顶值倍数励磁系统的条件下更容易发生，这是 因为互联系统缺乏阻尼而造成的。
低频振荡的解决办法是：在励磁系统引入适当的信号 ，以增 强系统的阻尼。
数学建模
数学分析
物理映射
物理系统
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1、暂态电动势的方程式
在实际应用中常根据对分析和计算精度要求的不同， 对同步发电机的方程进行简化。
1、三绕组（f、D、Q）转子模型 转子q轴通常只考虑一个等值阻尼绕组Q，认为g绕组不存在。
X g , X ag 0, ig g 0
定子电压平衡方程和定子磁链方程不变。
2、两绕组（f、g）转子模型 转子q轴通常只考虑一个阻尼绕组g，认为D、Q绕组不存在。
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1、暂态电动势的方程式
在这里采用 “3不计阻尼绕组的模型”
Td'0 peq'
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第七节 低频振荡与电力系统稳定器PSS
发电机经输电线路并列运行，在扰动下会发生发电机转子间 的相对摇摆，并在缺乏阻尼时引起持续振荡。此时，输电线上 功率也会发生相应的振荡。由于其振荡频率很低，一般为0.22.5Hz，故称为低频振荡（又称为功率振荡，机电振荡）
这个模型认为励磁绕组暂态过程和励磁调节器共同作用使得：
peq' 0
eq'

X
' d

Xd
id
E fq
consant
5、经典模型
经典模型是将同步电机看成一个带内阻抗的简单电源，内阻抗 的电阻部分等于定子绕组的电阻，电抗部分等于d轴暂态电抗， 电源电动势的大小在暂态过程中保持不变。
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