励磁系统基本原理课件.ppt

PID控制 * Kavr关系到发电机端电压的调节精度。在保证AVR闭环调节稳定的前提下，Kavr越大，机端电压的调节精度越高，越能维持机端电压的恒定。 超前－滞后环节的参数整定，保证AVR闭环控制稳定，并有良好的动态特性。通过励磁标准中机端电压阶跃试验的指标来验证。 励磁标准中要求机端电压的调节精度为0.5％。即，在AVR给定值Uref不变的情况下，发电机输出从空载到满载的过程中，机端电压的变化不超过发电机额定电压的0.5％。 AVR数学模型中的放大倍数Kavr * PSS的数学控制模型：PSS2B * PSS数学模型说明 PSS2B以转速信号与电功率信号合成的加速功率做为PSS的输入量，在解决“反调”问题的同时，不影响PSS的阻尼效果。 通过PSS实现的主要目标就是：获得一个附加的电磁力矩，在电力系统低频振荡区（0.1～2.0Hz）内使该力矩向量对应Δω轴在超前10o~滞后45o以内，并使本机振荡频率下的力矩向量对应Δω轴在0o~滞后30o以内，以尽可能的提供较大的正阻尼力矩，抑制低频振荡。 PSS环节的参数，需要经过电网公司认可、具有资质的第三 方试验单位（一般是各电网的电科院）进行现场试验后给出。 * 励磁调节器的手动方式FCR，为励磁电流负反馈闭环控制，用于维持励磁电流恒定、稳定。 FCR，是励磁调节控制的辅助运行方式。在发电机端PT回路出现故障、自动方式采集的机端电压出现异常情况时，励磁调节器自动切换为手动方式运行，防止励磁系统出现误强励。 手动方式FCR控制 * 手动方式主要用于试验（如在设备的投运或维护过程中的发电机短路试验），或者是作为在AVR故障时（如PT故障）的辅助/过渡控制方式。 由于手动方式不利于发电机电压的稳定，所以不宜长期运行。 为了避免在手动方式下发电机突然甩负荷引起机端过电压，手动方式也应具有自动返回空载的功能。即在发电机断路器跳闸的情况下，一个脉冲信号传送给调节器，则立即把励磁电流给定值置为空载励磁电流值。 * 自动方式AVR控制的整体模型描述 * 建立发电机机端电压：电磁感应原理 最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定 交流输电系统的输送功率极限公式： 在并列运行的发电机间合理分配无功功率 提高电力系统的运行稳定性 基本作用 * 电力系统稳定简介 电力系统稳定分为三个电量的稳定： 电压稳定（励磁、无功平衡、电压崩溃、人工干预：增加Q） 频率稳定（调速、有功平衡、安稳装置切机、自动减载）、功角稳定（P、Q变化）。 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器调节。 功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。 静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性（稳定余度问题、极限功率问题、发电机的能力问题）； 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；（安稳装置切机问题、继电保护问题） 动态稳定是小扰动后或者是大扰动1－2周波后的，并且采取技术措施后的稳定性（励磁PSS问题）。 * 功角稳定比喻 碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压调节器。 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。 * 电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电力系统低频振荡 。 ΔTs ΔTD ΔTE Pe/ΔPe、Δδ Δω Pm、ΔPa 正阻尼区 负阻尼区 ΔTD′ ΔTE′ 发电机电气功率Pe/ΔPe、机械功率Pm、加速功率ΔPa、同步转矩ΔTs、阻尼转矩ΔTD、电磁转矩ΔTE、转子角Δδ、转子角速度