华电电力系统自动化第9讲_励磁动态

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1、第九讲励磁系统的动态特性（3）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899NorthChinaElectricPowerUniversity2/412021/7/17主要内容同步发电机的动态方程暂态电动势/转子运动/电磁转矩/端电压参数随负荷变化的规律励磁控制系统对电力系统静态稳定的影响同步发电机的固有特性考虑转子相位角变化的祛磁效应考虑励磁调节后的系统特性改善电力系统稳定性的措施——PSS传递函数/基本构成环节/电路/算法NorthChinaElectricPowerUniversity3/412021/7/17第四节励磁自动控制系

2、统对稳定性的影响励磁系统对提高电力系统稳定性的作用一直是人们关心的问题。1、早期研究认为，无失灵区的励磁调节器可以提高电力系统的静态稳定功率极限。2、为了改善励磁调节器所引起的不稳定现象，引入了反馈校正电路。3、大型互联电力系统的增长性振荡破坏了大型系统的并联运行，系统本身的自然阻尼的微弱性是这种现象的主要原因，励磁调节器又使系统产生了负阻尼，从而导致系统的低频振荡，为此，引入了电力系统稳定器以增强系统的正阻尼。物理系统数学建模物理映射数学分析NorthChinaElectricPowerUniversity4/412021/7/17一、同步发电

3、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。(Park变换，顾氏变换等)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相比可以忽略。4、感应电动势中近似等于5、选定初始点后，饱和效应可以忽略。NorthChinaElectricPowerUniversity5/412021/7/171、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：定子绕组磁链方程定子绕组电压平衡方程转子绕组磁链方程转子绕组电压平衡方程NorthChina

4、ElectricPowerUniversity6/412021/7/171、暂态电动势的方程式其中，定义如下变量：NorthChinaElectricPowerUniversity7/412021/7/171、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。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。定子电压平衡方程不变。NorthChina

5、ElectricPowerUniversity8/412021/7/171、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。所有与阻尼绕组g、D、Q有关的互阻抗都为零。定子电压平衡方程不变定子绕组磁链方程转子电压平衡方程NorthChinaElectricPowerUniversity9/412021/7/171、暂态电动势的方程式4、恒定模型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：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

6、暂态过程中保持不变。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。NorthChinaElectricPowerUniversity10/412021/7/171、暂态电动势的方程式在这里采用“3不计阻尼绕组的模型”NorthChinaElectricPowerUniversity11/412021/7/17同步发电机相量图NorthChinaElectricPowerUniversity12/412021/7/171、暂态电动势的方程式Eq‘——转子合成磁链λEF在定子侧电动势Eq—

7、—转子电流IEF的总磁链在定子侧的等值电动势标么值Ede——转子端电压UE在定子侧的等值电动势标么值转子回路方程NorthChinaElectricPowerUniversity13/412021/7/171、暂态电动势的方程式NorthChinaElectricPowerUniversity14/412021/7/172、发电机转子运动方程和电磁转矩方程NorthChinaElectricPowerUniversity15/412021/7/173、发电机端电压方程NorthChinaElectricPowerUniversity16/4120

8、21/7/174、同步发电机的动态方程组NorthChinaElectricPowerUniversity17/412021/7/175