励磁系统参数整定.pdf

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1、励磁系统参数整定竺士章在励磁学会上的发言2009年10月励磁系统参数整定要求•对于电网大、小扰动有良好的响应，有较高的静态稳定极限，有利于高压侧电压稳定——发挥强励作用、快速稳定而精确的电压控制、阻尼低频振荡、采用附加控制提高高压侧电压稳定水平。•发挥发电机短时工作能力,在危及发电机安全时与继电保护一起保护发电机安全——励磁限制、通道切换和励磁保护1一、良好的响应1.1由电压静差率确定励磁系统静态增益•表现为静态电压的差别,至多差1%,由此造成静态稳定极限差别.较小的电压静差率有较高的静态稳定极限.2•估计励磁系统静态增益的两种方法：1励磁系统静态增益>Xd/电压静差率2励磁系

2、统静态增益>(Ufn-Uf0)/Uf0/电压静差率•估算时静差率：火电0.25%～0.5%，水电0.25%左右。1.2由强励实现确定动态增益•要求在发电机并网运行的任意工况下，机端电压突降15%～20%时确保实现强励,或者可控整流元件控制角最小。要求励磁系统动态放大倍数大于30倍。嘉兴600MW汽轮发电机自并励:1)按照强励2倍计:(2*367/144-1)/15%=27.3倍2)按照控制角到MIN计:(7.23-1)/15%=41.5倍.实际动态增益=520*1.2/10=62.4倍3交流励磁机励磁系统的动态增益•按强励电压倍数计:需要考虑励磁机饱和对应强励的励磁机励磁电压为

3、UrP=UfP(1+Kc)(1+SEmax)+IfP*KdUr0=1+Kc+KdΔUr=UrP-Ur0调节器动态增益KDavr>ΔUr/0.15•按控制角MIN计：KDavr>[Urmax-(1+KC+KD)]/0.15P=0，Q=O时电压突降15%Ka=869.780脱离控制角MIN6040pid(0)20Vr(0)00246-20-40顶值电流限制t/s4P=0，Q=O时电压突降15%Ka=165780维持控制角MIN6040pid(4)20Vr(4)00246-20-40t/s提高动态增益有利于稳定---近端三相短路0.1s切除线路1.18QS1-18-12(1)6Efd

4、(1)QS1-18-0.92(0)4Efd(0)Uh/pu0.8QS1-18-Efd(2)2(2)Efd/pu2Efd(3)0.7QS1-18-Efd(4)02(3)0.60246QS1-18-0246-22(4)t/st/s5---无功冲击和甩负荷11.120.91.10.81.080.70.61.06Q(0)Vt(0)0.51.04Q(4)Vt(4)0.41.020.310.20.10.9800.9602460246带反馈的交流励磁机励磁系统动态增益由突降15%Vt仿真确定脱离控制角MIN6维持控制角MIN1.3发电机空载电压阶跃响应品质对电力系统稳定性的影响-----自并

5、励系统•设计了相同超调量不同上升时间和不同超调量相同上升时间AVR参数组•进行临界切除时间,强励上升速度,高压侧三相短路切线路,冲击无功负荷,甩负荷,远方短路切线路,小干扰振荡模式分析.7•影响动态品质的主要因素是发电机空载电压阶跃上升时间,较小的上升时间有利于稳定.•发电机空载电压阶跃超调量小的调节器参数，系统恢复稳定较早。超调量较大的的调节器在扰动后恢复原值时间较快。•总之,在发电机空载阶跃响应中较好品质的调节器在电力系统扰动中也有较好的品质。自并励系统空载阶跃指标•主要关注上升时间，标准要求上升时间<0.6s，整定0.2～0.4s。•超调量：整定10～20%81.4发电机

6、空载电压阶跃响应品质对电力系统稳定性的影响——交流励磁机励磁系统•因存在交流励磁机这个惯性环节，导致PID参数整定较为困难。•两种解决方法1）采用增大微分，抵消交流励磁机环节的影响2）采用励磁机励磁电流负反馈，减少励磁机环节的时间常数仿真计算有无Ief反馈的交流励磁机励磁系统不同空载阶跃品质对电力系统扰动的响应9近端三相短路0.1s后线路两端开关跳近端三相短路有PSS高压侧电压1.05高压侧电压(1)C组1高压侧电压(2)0.95高压侧电压(3)Uh/pu0.91组高压侧电压(A)0.85高压侧电压(B)0.80510高压侧电压(C)t/s无Ief反馈励磁系统内变量350303

7、002025020010pid(1)Vr(1)150pid(2)0Vr(2)100pid（3）0123Vr（3）50-100-20-500123-100-30654Efd(1)3Efd(2)2Efd(3)10-101234510无补偿相频特性无补偿幅频特性010-2005101520-405.-60相角(1)幅值(1)相角(2)dB0幅值(2)deg-80//相角(3)05101520幅值(3)-100相角(A)增益-5幅值(A)相位-120相角(B)幅值(B)-140-10-160-180