(12)Std 421.5-1992 IEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型

交流发电机执行标准概述交流发电机是一种能将机械能转化为电能的设备。

它由旋转部分（通常是内外磁场），定子和绕组组成。

交流发电机在各种行业和领域中得到广泛应用，如发电厂、工厂、建筑现场和船舶等。

为了确保交流发电机的安全和性能，制定了一系列的执行标准。

1. GB/T 19000系列标准GB/T 19000是中国国家标准化管理委员会制定的一系列标准，用于指导和规范各行业的质量管理体系。

对于交流发电机，相关的标准包括GB/T 19001-2016质量管理体系要求、GB/T 19011-2018质量管理体系审核指南等。

这些标准约定了质量管理的基本要求、文件控制、管理责任、过程控制、测量、分析和改进等方面的内容。

2. IEC 60034国际标准IEC 60034是国际电工委员会（IEC）发布的一系列标准，用于规范旋转电机的设计、性能和试验。

IEC 60034-1是交流发电机的基础标准，规定了术语和定义、标志、技术数据和性能等方面的要求。

其他相关标准还包括IEC 60034-2-1电动机安装、IEC 60034-5-1风冷电动机等。

3. GB/T 755国家标准GB/T 755是中国国家标准化管理委员会发布的一系列标准，用于规范旋转电机的机械特性和电气性能。

对于交流发电机，相关的标准包括GB/T 755-2008旋转电机机械特性和GB/T 755.2-2015医疗器械旋转电机等。

这些标准约定了交流发电机的外形尺寸、额定值、冷却方式、工作方式、绕组和绝缘等方面的要求。

4. IEEE标准IEEE是国际电气和电子工程师学会制定的一系列标准，用于规范电气和电子设备的设计和性能。

对于交流发电机，相关的标准包括IEEE Std 115-2019试验标准和IEEE Std 421.5-2018发电机保护等。

这些标准约定了交流发电机的试验方法、保护装置、运行参数和故障处理等方面的要求。

5. ISO标准ISO是国际标准化组织制定的一系列标准，用于指导和规范各行业的管理和技术。

任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生 命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
2、电磁干扰（electromagnetic interference） 电磁骚动引起的设备 、传输通道或系统的性能下降。
3、电磁兼容性（electromagnetic compatibility）(EMC) 设备或系统在其所处的电磁环境中能正常工作且不对
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标（电磁兼容）
高频阻尼振荡波抗扰度试验
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标（电磁兼容）
射频场感应的传导骚扰的
抗扰度试验
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励磁介绍
该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰
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励磁介绍
电磁干扰造成的恶性事故案例
1971年美国发射殴巴罗2号火箭，因静电放 电干扰计算机,进而失控而炸毁。
运输中的导弹距离雷达过近，意外点火发射。
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励磁介绍
电磁干扰造成的恶性事故案例
沙溪口电站四台机同时甩满负荷; 宁夏石嘴山电厂300MW发电机1个月内跳机10多 次 准葛尔电厂300MW发电机多次跳机 电磁干扰造成开关跳闸; 有功、无功负荷大幅度波动; 调节器失稳;
励磁介绍
1、多点交流采样
优点： 1、无可调电位器 2、响应速度快 3、测量精度不受波
形畸变的影响
提高调节器的可靠性指标（设计方面）
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励磁介绍
提高调节器的可靠性指标（设计方面）
指标：14位8路并行AD转换器，每周期采样36点

IEEE C37.90.1-1989 保护继电器浪涌耐受能力.pdfIEEE C37.90.2-1995 继电保护系统防无线电干扰能力.pdfIEEE C37.98-1987 继电器抗震试验.pdfIEEE std 100-2000 电力电子术语字典.pdfIEEE std 1008-1987 软件单元测试.pdfIEEE std 1012-1986 软件的验证与确认计划.pdfIEEE std 1016-1998 软件设计描述的建议方法.pdfIEEE std 1016-2009 软件设计描述的建议方法.pdfIEEE std 1023-1988 核电站人因工程应用.pdfIEEE std 1028-1988 软件审查和监查.pdfIEEE std 1042-1987 软件配置管理.pdfIEEE std 1044.1-1995 Standard Classification for Software Anomalies.pdfIEEE std 1044-1993 Standard Classification for Software Anomalies.pdfIEEE std 1048-2003 Guide for Protective Grounding of Power Lines.pdfIEEE std 1050-1996 电站仪控设备接地.pdfIEEE std 1058-1998 Standard for Software Project Management Plans.pdfIEEE std 1074-1997 软件生命周期方法开发.pdfIEEE std 1074-2006 软件生命周期方法开发.pdfIEEE std 1082-1997 incorporating human action reliability analysis for nuclear power generating st ations.pdfIEEE std 1100-1999 recommended practice for powering and grounding electronic equipment.pdf IEEE std 1106-2005 Recommended Practice for Installation.pdfIEEE std 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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。

注：下列列举的标准不是所有适用标准的一览表。

美国国家标准学会（ANSI）∙ANSI C1/NFPA 70 国家电气规范∙ANSI C37.20 开关装置组件，包括金属密封母线∙ANSI C37.90 与电力设备相关的标准继电器和继电器系统∙ANSI C39.1 电气模拟指示装置的要求∙ANSI C50.12 水轮机用凸极同步发电机和发电机/电动机的要求∙ANSI C57.12 配电、调压变压器和电抗器所需的术语和试验规程∙ANSI C57.13 仪表用变压器要求∙ANSI C80.1 镀锌钢制管道规范∙ANSI/ASQC E1 非核发电设备项目阶段的质量保证计划指南∙ANSI Z55.1 工业用仪器和设备的灰色装饰爱迪生照明公司协会∙AEIC CS6 额定电压5～46kV的凸出型绝缘屏蔽的电力电缆规范绝缘电缆工程师协会（ICEA）∙S-73-532 额定电压5～46kV的多用途屏蔽电力电缆标准∙S-97-682 额定电压5～46kV的多用途屏蔽的电力电缆标准∙T-29-520 理论热输入速率为每小时210,000 B.T.U.的导热垂直电缆托架试验电气与电子工程师协会（IEEE）∙IEEE 1 电子设备额定值中温度极限和电绝缘评定的一般原则∙IEEE 4 高压试验的IEEE标准技术∙IEEE 32 中性接地装置的终止和测试程序∙IEEE 43 检测旋转电机绝缘电阻的推荐实施规范∙IEEE 56 大型交流旋转电机（10,000kVA及以上）绝缘维护指南∙IEEE C37.013A 基于平衡电流的交流高压发电机断路器IEEE标准∙IEEE C37.110 保护继电器用电流互感器使用指南∙IEEE C37.2 标准的电力系统装置功能号码∙IEEE C37.20.1 金属密封低压电源断路器开关设备∙IEEE C37.20.2 金属密封开关设备IEEE标准∙IEEE C37.20.3 金属密封中断器开关设备IEEE标准∙IEEE C37.20.4 金属密封开关装置中使用的室内交流开关(1kV--38kV) IEEE标准∙IEEE C37.20.7 中压金属外壳开关设备内部跳火故障测试IEEE指南∙IEEE C37.23 金属包壳总线标准∙IEEE C37.90 与电源设备有关的继电器和中继系统∙IEEE C37.90.1 保护继电器和继电器系统的抗浪涌干扰能力（SWC）试验∙IEEE C57.12.00 油浸式配电、电力和调压变压器标准通用要求∙IEEE C57.12.01 包括固体浇铸和/或树脂密封绕组的干式配电和电力变压器∙IEEE C57.12.90 油浸式配电、电力和调压变压器的试验规程∙IEEE C57.12.91 干式配电变压器和电力变压器的试验规程∙IEEE C57.13 仪表用变压器IEEE标准要求∙IEEE C57.13.1 中继电流变压器现场试验IEEE指南∙IEEE C57.13.2 仪表用变压器IEEE标准合格测试程序∙IEEE C57.13.3 仪表用变压器次级线圈电路外壳接地IEEE 指南∙IEEE C57.13.6 高精度仪表变压器IEEE标准∙IEEE C57.91 加载矿物油浸式变压器IEEE指南∙IEEE C57.110 施加非正弦负载电流的变压器性能确定∙IEEE C50.12 5MVA及以上水轮机设备用50和60赫兹凸极其同步发电机和发电机/电动机标准∙IEEE 112 多相感应电动机和发电机IEEE标准试验规程∙IEEE 115 IEEE指南：同步电机的试验程序∙IEEE 286 旋转电机定子线圈绝缘的功率因数倾斜测量的推荐实施规程∙IEEE 383 核电站1E级电缆型式试验的现场拼接和联接用标准∙IEEE 421.1 同步电机励磁系统的定义∙IEEE 421.2 励磁控制系统动态性能鉴别、试验和评定的指南∙IEEE 432 旋转电机（5hp-10000hp以下）绝缘维护指南∙IEEE 522 交流旋转电机用模绕定子线圈的匝间绝缘试验指南∙IEEE 802.3 信息技术标准——局域网∙IEEE 810 水轮机和发电机整体锻制联轴器和轴偏转公差用标准∙IEEE 1043 成型缠绕棒和线圈的电压耐受试验的推荐规程∙IEEE 1095 水力电气用立式发电机和发电机/电动机安装指南∙IEEE 1310 大型发电机线绕定子棒和线圈的热循环试验推荐规程∙IEEE 1434 新线圈或者完备绕组（TVA/电晕探头、PD试验和介电损失试验）的PD试验及验收试验用的特定区域，或者试运行后新绕组验收测试用安装的EMC’s的使用∙IEEE 1553 水轮发电机新线圈的耐电压测试。

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。

多频段电力系统稳定器PSS4B邓小君许其品(国电南瑞科技股份有限公司)摘要：随着电网互联发展，低频振荡频率不断减小，低至0.2Hz以下。

电力系统稳定器（power system stabilizer，PSS）是抑制低频振荡的重要手段，目前机组广泛配置的PSS2B模型对0.2Hz以下低频振荡抑制作用显著弱化，为解决这一问题IEEE提出一种多频段电力系统稳定器-PSS4B，本文对比PSS2B，详细介绍了PSS4B模型结构、频率特性、阻尼效果等方面的特点，表明PSS4B模型比PSS2B模型具有更好的适应性，为PSS4B进一步的深入研究及应用推广奠定良好基础。

关键词：多频段电力系统稳定器PSS4B; PSS2B; 低频振荡;阻尼效果；励磁系统ABSTRACT：With the development of power grid interconnection, low-frequency oscillation frequency is reduced, as low as 0.2 Hz. Power system stabilizer (power system stabilizer PSS) is an important tool to suppress low frequency oscillation. However now the PSS2B model that widely available for generating sets, whose inhibition significantly weakened for 0.2 Hz low frequency oscillation. To solve this problem，IEEE proposes a multiband power system stabilizer - PSS4B, this paper compare to PSS2B, introduce PSS4B model structure , frequency characteristics, damping effect and so on, a good conclusion is concluded that PSS4B model has better adaptability than PSS2B，and lay the good foundation for PSS4B further in-depth research and application promotion.KEY WORDS:multiband power system stabilizer (PSS4B);PSS2B;low frequency oscillation; damping effect; excitation system1.引言为保证电网的安全，要求并网主力发电机的励磁调节器均投入电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)。

经验格莱姆方法在电力系统非线性模型降阶中的应用李志为，赵洪山（华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003）摘要：本文介绍了一种针对电力系统非线性控制的模型降阶方法。

这种方法，是线性系统降阶中广泛应用的平衡截断方法的延伸，它通过系统的仿真结果或者测量数据形成系统的可控格莱姆矩阵和可观格莱姆矩阵，从而得到系统的降阶模型。

以一个四机系统系统进行仿真，仿真结果表明使用经验格莱姆方法对非线性电力系统模型降阶是可行的。

关键词：电力系统；非线性模型降阶；经验格莱姆0 引言在电力系统仿真，分析和控制器设计中的一个难点就是模型问题。

太多数情况下，为了提高系统动态行为的准确性，我们都是使用非线性模型来描述系统，这样就太大增加了模型的复杂度。

尤其是在基于模型的控制方法的设计中，例如线性最优控制或者模型预测控制，使用的模型都是由高阶偏微分方程组成。

这导致高阶模型的仿真时间和计算资源都随之上升到无法接受的程度。

因此，最好是将高阶动态模型降阶到一个含有较少状态变量的低阶模型，并且低阶模型还能保留系统的最大输入和输出行为，这将太大节省计算时间和成本。

电力系统中大多数模型降阶技术都是研究线性系统模型，根据降阶模型中保留的原系统的性能，形成了多种模型降阶方法理论：基于直接识别和保留有价值的确定模式的模态模型降阶[1]，[2]，基于奇异值分解（SVD）的平衡截断降阶[3]，Hankle范数逼近降阶[4]，等等，它们集中研究系统性能的可观性和可控性；另一类模型降阶技术是时矩匹配法[5]，[6]。

在许多情况下，线性动态模型能够很好的精确描述物理系统，但是因为某些现象并不是发生在平衡点附近，线性模型不能有效的描述全局的动态行为。

对于复杂的电力系统，非线性动态模型可以捕捉到系统全部信息。

但是，非线性模型降阶仍然是研究的难点，与理论上拥有几十年高度发展的线性模型相比，非线性模型降阶面临着更多的困难。

文献[7]中详细分析了使用经验格莱姆处理国家自然科学基金资助项目（51077054）含六阶同步发电机模型的单机无穷大系统，本文中，我们研究多机非线性电力系统的模型降阶。

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。

注意：加入电压最大值不能超过150V，电流最大值不能超过5A，电 流需防止开路，并谨防电压电流倒送入系统。
2.励磁系统静态试验
2.5 开关量校验及现场传动试验
开关量校验； 功率柜信号检查； 灭磁开关动作试验； 现场信号传动试验。
2.励磁系统静态试验
2.6 励磁调节器功能模拟试验
＋
＋ ＋
＋
Ug_step
通常情况下，若是工频系统，补偿角应在-10～10º之间；若是中 频系统，补偿角应在0～20º之间。
分别以A、B套为主，做每个整流柜的小电流试验，并记录相关数据 。在60º做两套调节器相互切换，记录切换时直流输出电压波动，如果有 偏差修改补偿角度，使得偏差在允许的范围内（阳极电压为100V时，允 许偏差为0.5V）。
励磁系统试验
国电南瑞科技股份有限公司
目录
1. 励磁标准针对励磁试验的要求 2. 励磁系统静态试验 3. 励磁系统动态试验 4. 励磁试验性能与电力系统稳定性
1. 励磁标准针对励磁试验的要求
IEEE同步电机励磁系统用标准定义 IEEE励磁控制系统动态性能 的鉴别、试验和评估指南
IEEE推荐的电力系统稳定研究用 励磁系统数学模型
功率柜阳极加入电压，改变触发角测直流输出电压
开机至空载发脉冲状态 在调节器具备“就地、远方切换”功能时，需要置“就地控制”位。
按“就地建压”按钮，观察调节器为“A套空载”状态，定角度初值 通常为110度。按增磁钮将角度增加到60度，观察输出电压波形是否正确 。波形应如下图显示：
对于工频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为20ms；对于500Hz 中频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为2ms；对于400Hz中频系统， 上述6个波头在示波器X轴上应为2.5ms；对于350Hz中频系统，上述6个 波头在示波器X轴上应为2.86ms；

有关于同步发电机励磁系统任务的参考文献同步发电机励磁系统是电力系统中非常重要的一部分，它负责给发电机提供足够的电磁励磁力以保证其工作稳定、可靠。

以下是关于同步发电机励磁系统任务的一些参考文献内容，供您参考：一、《电力系统稳定与控制》（第4版）- 周建华等该书是电力系统稳定与控制方面的经典教材，其中有一章专门介绍了同步发电机励磁系统任务。

它详细介绍了励磁系统的结构、原理、特点以及调节方法，深入探讨了励磁系统与系统稳定性之间的关系。

二、《电力系统稳定控制与运行》（第2版）- 杜文博等这本教材是电力系统稳定控制与运行方面的权威专著，其中有一章着重解析了同步发电机励磁系统的任务。

它详细介绍了励磁系统在电力系统中的作用、发展历程以及结构原理，系统地讲解了励磁系统调节策略与方法。

三、《同步发电机励磁控制》- 王嘉宏等这本专著是同步发电机励磁控制领域的重要参考书籍之一。

它总结了励磁控制系统的关键技术和方法，包括励磁机构的建模与设计、励磁控制器的设计与实现、励磁调节的性能评估与磁通跟踪等内容。

该书在理论上深入，实践上具有很强的指导性。

四、《同步发电机励磁系统的设计与检修》- 红卫兵这本书主要介绍了同步发电机励磁系统的设计与检修。

它详细介绍了励磁系统的结构与原理，并针对励磁机构、励磁控制器等关键部件的设计与检修进行了分析和讲解。

该书内容实用，适合电力工程师、技术人员和学生学习和参考。

五、《电力系统稳定与励磁控制》- 杜文博等这本书是电力系统稳定与励磁控制方面的综合性教材。

其中的一章专门讲解了同步发电机励磁控制技术。

该书系统地介绍了励磁控制的基本原理、调节策略和方法，并以电力系统的稳定性为切入点，深入探讨了励磁系统对电力系统稳定性的影响。

以上是关于同步发电机励磁系统任务的一些有关参考文献内容。

这些参考文献从不同的角度介绍了励磁系统的任务、结构和调节方法，并提供了在实践中设计和检修励磁系统所需的指导。

如果您需要更详细的内容，建议您查阅以上提到的参考书籍。

NARIIEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型IEEE Std 421.5-1992IEEE电力工程学会能源开发和发电委员会提出IEEE标淮局1992,3,19批准国电自动化研究院电气控制技术研究所译2003年7月目录1.范围 (3)2.参考文献 (3)3.同步电机励磁系统在型励磁系统模型研究中的表示法 (4)4.同步电机端电压变送器和负荷补偿器模型 (5)5.DC型直流励磁机 (6)5.1DC1A型励磁系统模型 (6)5.2DC2A型励磁系统模型 (7)5.3DC3A型励磁系统模型 (8)6.AC型交流励磁机-整流器励磁系统模型 (9)6.1AC1A型励磁系统模型 (9)6.2AC2A型励磁系统模型 (10)6.3AC3A型励磁系统模型 (11)6.4AC4A型励磁系统模型 (11)6.5AC5A型励磁系统模型 (13)6.6AC6A型励磁系统模型 (14)7. ST型励磁系统模型 (15)7.1 ST1A型励磁系统模型 (15)7.2 ST2A 型励磁系统模型 (16)7.3 ST3A型励磁系统模型 (17)8. 电力系统稳定器 (18)8.1 PSS1A型电力系统稳定器 (18)8.2 PSS2A型电力系统稳定器 (19)9. 断续作用励磁系统 (20)9.1 DEC1A型断续作用励磁系统 (20)9.2 DEC2A型断续作用励磁系统 (22)9.3 DEC3A型断续作用励磁系统 (22)10. 文献目录 (23)附录A 符号表 (23)附录B 相对(标么)单位制 (25)附录C 励磁机饱和负荷效应 (26)附录D 整流器调整率 (27)附录E 限制的表示 (28)附录F 用消除快反馈环避免计算问题 (30)附录G 同步电机内感应反向磁场电流流通路径 (35)附录H 励磁限制器 (36)附录I 采样数据…………………………………………………37--- ..46IEEE推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型1.范围在电力系统稳定研究中，要精确仿真同步电机形为时，同步电机励磁系统的模型需要足够祥细是十分重要的。

IEEE PSS2B 与PSS4：现代PSS性能的限制摘要：电气和电子工程师协会励磁小组委员会修订的IEEE 421.5版标准将介绍一种新的PSS模型.—多频带的PSS模型，尽管一个完整的加速功率PSS模型与已经广泛应用的PSS2B模型一样需要两个输入量，在第九十节的开始就被做为一种数字PSS装置的实际应用进行了介绍，但IEEE PSS4B模型的基本原理已经发生了根本的改变。

本文着重评价在处理广泛的电力系统问题时，当采用同一套要效通用的设置，这两个家族的PSS模型的相对表现。

这些结论是一些测试系统和一个实际的魁北克水电系统上的进行的大量小信号与大信号分析中得出来的。

在一个标准的当地或区间振荡模式下，由于这两个PSS模型都能很容易地调整到有效的性能，因此我们将重点强调在PSS概念内它们各自内在的限制（包括大型发电机并网时的过剩的无功调制，水氢机组的快速加功率，和大型汽轮发电机发生故障时的过剩扭矩）。

I 介绍对世界上的大多数公司，在解决振荡稳定问题时，最常用的装置就是PSS。

尽管PSS装置在很早前就被介绍和广泛使用和本质简单，但PSS装置一直是发电机控制系统中总是被误解和误用的一块。

在美国西部电网1996年大停电中，后来就发现那些关键的PSS装置不是退出运行就是调的特别差。

即使是现在这些问题都解决后，电网中大的扰动开始趋向于引起0.2HZ的低频振荡.在巴西南北互联电网中产生的一个介于0.17HZ-0.25HZ的新的区间振荡模式,迫使整个系统对PSS装置进行了重新调整.在欧洲,UCTE/CENTREL 互联电网还发生了0.36, 0.26甚至0.19HZ的区间振荡. 在加拿大和美国西部电网中最近发生的几次紧急事故中同样伴随着发生了0.4HZ的振荡. 因此PSS技术还有许多的工作需要我们去做.在历史上,魁北克公司非常依赖PSS装置来改善电网的性能.到2000年,26个电厂,总装机容量38000MW中的80%发电机已经安装了140套PSS装置,通过重新调整和协调使他们更加有效,电网改善了中心频率为0.6HZ的区间振荡的阻尼,在主要联络线上赢得了约400MW的传输容量. 然而大多数系统中使用的PSS装置还是1980设计的,电网在90年代在厂家购买的数字PSS模型.那些PSS模型基于完整功率加速器(在IEEE Std 421.5中描述过), 这个现代PSS模型能够轻易的调制成基于速度的PSS模型,来减轻老的PSS模型中两个主要页脚内容1的操作问题(限制了老的PSS装置的应用),这主要是利用电功率和机端频率来实现.也就是说在机械功率发生改变和有害的扭矩发生时的过剩的无功调制问题.到了2000年,一个新PSS模型的概念提了出来,并后来收录进修订的IEEE Std421.5版本,并命名为PSS4B. 利用一个电功率传感器来捕获高频动态,PSS4B模型能够保留PSS2B模型所拥有在当地和扭振模型中的大部分优良特性.此外,通过对区域间振荡和固定的振荡使用一个单独的内部频率传感器,提供了一个有特色的改善的低频区间模型的信号,并有一个显剧的dc 90度的相位超前(PSS2B则超前180度), 而且PSS4B模型是建立在一个十年前提出的灵活的多频段传递涵数结构.可以在更大的频率范围内提供更好的灵活性来获得更健全的调节性能.尽管对于设计者来说会导致更复杂的操作和更多矛盾的协调本文的目的不是设计一个新颖的PSS2B或PSS4B模型的调试程序,这个有价值的目标在[17]-[21]中处理.我们的目的主要是用一套全面的测试系统和一个性能标准来比较,是读者更容易理解两种PSS模型的区别.这个工作的一个副产品是可以获得涉及系统数据及紧急事故的适用性及PSS结构和设置,用来做为其他科研人员改善PSS调试程序的基础..因此,所有的在论文中使用的测试系统和matlab 软件都可以通过email的方式获得.II 待比较PSS设计一个高性能的PSS,特别是对小信号而言,不管他们的结构多么的特殊,都是件很简单的事情. 因此真正的挑战不是去评估不同的PSS是否有好的当地模型阻尼,而是给出一个相似的当地和intra-unit模型的阻尼水平,去判断他们在区间模型和克服所有PSS模型通用的限制因数上的表现,例如孤立操作,快速机械功率变化,扭矩作用的影响等.我们的实现方法是把不同的PSS在当地模型上的阻尼效果仔细地校准在同一水平,然后去评估他们的区间阻尼和他们在通常不利因数出现时的性能极限.A.稳定模型尽管这两个PSS家族的IEEE模型如图1所示,他们都有相同的外部输入(电功率和角速页脚内容2度),然而,PSS2B采用一个速度传感器,PSS4B装了两个速度传感器.第一个主要通过来自转子角速度的低频分量WL-I ,通过低通滤到它的raw estimate(内部频率),而第二个通过来自有功的高频分量.他们的频率响应如图3所示. 表明PSS2B有3-DB低频cut-off 在0.025HZ 处.页脚内容3通过比较,我们发现PSS4B模型的高频速度传感器在0.25HZ处有它的3-db cut-off 频率,不管是PSS2B还是PSS4B传感器都有可选择的凹槽,从补偿传递涵数来看,图1还强调了这两个PSS模型的一些本质的区别.PSS2B在所有感兴趣的频率段的相位超前补偿是靠一个单一的三阶超前滞后环节来实现的.一个可选择的隔直环节可以增加到输出上来限制PSS对低频显现的反应.与此不同的是,PSS4B是在低(0.01-0.1HZ) 中(0.1-1HZ), 高(1-4HZ)三个波段各提供一个各自不同的滤波器来进行超前的补偿. 从表四可以看出有三个滤波器利用可调整的中心频率与幅值,用做各个波段通过的滤波器.页脚内容4最具代表的是,在中心频率处,相位偏移是0,增益最大.因此确定高频波通(band-pass)是10HZ能够保证在0-10HZ都保持相位超前.咋一看,与只有六个时间常数的PSS2B模型相比, PSS4B模型大量可调的参数好像增加了装置调试的难度.,事实上,经验表明,对于大型互联系统,PSS4B的设计者在面临大量的矛盾协议(contradictory trade-offs)时更容易获得更灵活的解决方案,此外一个基于中心频率与幅值的简化的六参数调试方法在大部分情况下是可行的.B设置表I提供了一个PSS2B模型的参考设置,它们是选自最近的文献,以反应PSS调试的最实际的情况..页脚内容5设置2是由Klein提供,并被收录到了Kundur的经典书籍里面,作为典型PSS在发电机上应用的例子.设置3是来自巴西的一所学校,这个时间常数的选择是为了在0.15-0.25HZ之间获得一个最优的相位超前,而可以在时间常数为3S的隔值环节上让低频响应最小化. 设置4是在魁北克水电局的一台大型水氢机组上找到的.它主要针对在0.6HZ的区间模型上有最好的阻尼性能.表II提供了四组PSS模型紧密联系的参数,设置1 kernel是其它的几组数据的基础 .尽管它获得一个从0.04-7HZ相对均衡的相位超前,但它的增益有点高,在这儿研究它仅仅是为了证实PSS4B能够在需要的时候提供一个相对较高的增益.设置2减少了低中频增益的33%和高频增益的20%,这个设置与PSS2B模型设置1大致等效,在当地模型和扭振模型中,被用来作为比较比较这两种结构的基础.设置3和设置2有大致相等的增益,但是在高频波段增加了一个隔值环节,用来减少PSS4B模型对快速机械功率(ramp)的灵敏度.最后一种设置是对三个对称波段一种简化的设置,利用六参数在一个宽的频率范围内近似模拟设置2 ,它是论证PSS4B模型看似复杂,但实际可以在不损失太多性能的情况下进行简化的调试.各种不同设置的PSS4B模型的频率响应在图5中列出.并与PSS2B的相关参数进行比较.页脚内容6后者可以看出超过20HZ的后有一个较高的增益和相位,此外,不同的PSS在0.1-5HZ有非常相似的相频响应的波形,然而PSS4B的增益在关键的区间模型(0.1-1)频率上表现更好.表3提供了这些频率响应的数字值来使得这些感兴趣的经典频率下的比较更加轻松.当所有的PSS4B模型在0.1HZ仅仅有81度的相位超前的时候,PSS2B最好的设置也有碍125度的超前角.此外,由于PSS的顶值增益是在10HZ左右如此低的扭振频率将有可能使得凹曹过滤器变得有必要.最后,对于1-13HZ左右的当地模型,PSS4B和PSS2B模型有相似的增益和相位,但在区间模型的低端(0.1-0.3HZ),PSS4B虽然和PSS2B虽然也有相似的增益,但在高端(0.4-0.7HZ)却要比PSS2B高50%的增益.在分析结束的时候,表6论述了所谓的两输入的灵敏度.此时的传递涵数从单输入到输出,而让第二个输入置0,幅频特性的灵敏度在频率渐进线上更容易引起注意,也就是说,在低于0.1HZ和高于10HZ的时候.因此图6揭示了由于斜坡处理器的作用,大于10HZ处,PSS2B的速度传感器在本质上对噪音不如PSS4B灵敏.而相反,PSS2B的电功率分支对于高频噪比PSS4B更加灵敏,因为与PSS2B的多级超前滞后环节相比后者的高频波段有一个自然的减幅特性, P SS2B的多级超前滞后环节的高频渐近增益是一个高值常数.对PSS4B来说,电功率路径的低频率段灵敏度更为重要,因为它测量的是PSS 对机械功率的跃变(step and ramp),例如在设置3中增加一个额外的隔直(T=24?)在高频率波段来页脚内容7增加0.01HZ的衰减,(by a factor of 24),对比设置1和设置2的14.III 小信号评估A.单机无穷大系统任何PSS安装的第一目标是针对当地模型,因此我们用线性化的经典的单机无穷大系统来开始比较这两页脚内容8种PSS结构,在这个系统中,一台安装了快速励磁系统的发电机,发电功率恒并与大系统通过两条传输线来联接.选择的基准模型在Taranto et al. [24]的文章中充分表述.其中状态空间表达式的数值提供了三套不同的配置:强的,中等的,若的系统(各自有一个小,平均水品,大的线路阻抗来描述),图7描绘了PSS2B 与PSS4B在[24]里按照各自的最初良好的设置下的阻尼性能.为了公平的评估,[24]的Δw pss串了一个与PSS2B(可以在图2(b)中看到)同样的速度传感器(可以在图2(a)中看到), 包括一个12.5ms的功率传递时间常数.我们可以得出结论选择的PSS2B和PSS4B都比[24]中使用了复杂技术最有效的设置表现更为良好.更具体的说,PSS2B比PSS4B在弱系统中表现稍微好一些.而在中等或强系统中则不如PSS4B表现出色.有趣的是,所有PSS的闭环当地振荡频率都是一样的.图7的右边还显示了生成的增益和相位.综上所述,这些控制系统的的效果按照惯例(6db for 增益和30度for 相位)都是非常优秀的.最后,表四阐述了用MATLAB根轨迹法计算的闭环不稳定增益(是通常增益的数倍),正如[1],[21]先前的作者提到的,为页脚内容9了防止非典型的高频动态增益值应该比2大.尽管PSS2B有最大的不稳定增益,当是PSS4B模型的也能获得满意的临界增益.结合图7和表I,我们可以得出结论:,在弱系统的当地模型中需要一个高的PSS增益来获得较好的性能.然而,由于高增益威胁强系统的稳定极限,因此增益的选择反映了性能和robustness.之间的一个妥协.B 四机两地区系统在当地模型(of widely differing shapes)中展示PSS的满意效果后,接下来我们在一个强的区间多机系统中来证实它的好的性能.我们选择一个众所周知的在[2],[22]中论述过的测试系统,如图8所示.这个系统最大的好处就是每个人都可以使用.这儿使用表I中的设置3,数据指定的来自[3],[22].假设两条联络线(图8中的开关闭合?)和两个输送功率水平(0和400MW),线性的状态空间模型,包括在[3]中论述过的通用目的的负荷方程.并使用先前提到[25.]的小信号分析软件. 这些小信号模型的精确性用([3],P.813)中的特征根分析结果进行了详细的比较并得到了证实.接下来,一套PSS装置使用同样的参数同时安装在G1和G4上,而G2和G3却不安装,这样可以更好的区别一个非常好的PSS设置和一个普通适用的设置.待研究的PSS2B与PSS4B的阻尼性能在图9中与[3],[22]介绍的本系统的原始设置进行了页脚内容10比较,可以看出PSS4B(2)明显的效果较好,不管是区间模型还是两个当地模型都是这样,同样不管线路上传输功率是0还是400MW.为了更进一步区别不同的PSS,我们将对称系统改成每个地区一大一小两台发电机(1200MVA和600MVA).同样PSS装置是安装在G1和G4上,也就是第一区最大的发电机和第二区最小的发电机都配置了PSS装置,这个系统配置同样的联络线和和功率传输,值得注意的是改变了当地模型频率和shape,但对区间频率几乎没有影响.待研究的PSS2B与PSS4B的阻尼性能在图10中与[3],[22]介绍的本系统的原始设置进行了比较,这次,这次区间模型只有PSS4B模型提供了满意的阻尼性能.(也就是说在最坏的条件下10%的阻尼).这可能是因为由于PSS4B在关键的开环区间频率(0.6HZ)处有超过50%的增益,使用一台大的(G1),它依然能够获得一个相当好的性能.我们依然注意到由于当地模型的频率较高,最初的PSS[3] [22]不能获得需要的性能,而PSS2B(1)与PSS4B(2)一样. as to be expected from their frequency responses in Fig. 5.?页脚内容11IV 大信号评估A Kunder 测试系统在它基本对称的结构,这个系统可以用MATLAB SIMPOWER 软件来演示作者研究的小的多系统的动态稳定性.利用这种能力,我们来评估上一节G1和G4中配置的PSS2B与PSS4B来评价他们在大的紧急事故中的表现(表五).页脚内容12两种重负荷分别为两线路413MW和一线路355MW被列为考虑方案.每台汽轮发电机的调节器设置为默认值,也就是常阻抗负荷模型.图11列出了PSS性能的样品的结果.所有的待研究装置在单联络线系统上都表现的相似,但在两联络线系统相应的区间振荡频率上PSS4B比PSS2B表现的要好.主要体现在有一个大的增益.为了更好的理解上述结果,我们有完整的小信号分析,在表六中列出了单联络线系统的中PSS表现的性能.着在III-B段中没有列出.这个例子中使用的小信号模型使用的是以证明为基础方法的一个系统[9][27].没有PSS时,MATLAB SIMPOWER结果表明单联络线区间振荡频率是0.44HZ.当在G1和G4上安装PSS时,PSS4B(2)与PSS2B(1)的性能基页脚内容13本一致,尽管闭环区间振荡频率有很大的差别,所有观察的的情况可以在图11中看出.为了证实这MATLAB的发现,我们在魁北克ST600暂态稳定程序中设置了一个同地区的系统,它的调节系统和负荷模型更加真实.负荷模型的定义为(单位分别为MW和MVAR):页脚内容14在魁北克系统研究中,为了与夏季负荷实际模型更加一致,我们采用了一个常电流模型作为P,和一个常电阻模型作为Q.在这种条件下,我们在联络线中部实施了一个严重故障,随后G2跳掉,但没有线路停运(表五中的紧急情况C3),结果在图12中列出.从角速度扁移我们可以看出,为了阻止低频偏移量,PSS2B(1)有几秒钟的饱和,失去了第一时间对电压的动态控制.相对的,PSS4B(2)则相当轻松的进行了频率控制,结果形成持续的off-nominal频率操作,通过这些,PSS4B(2)同样能快速恢复电压,从而提供区间模型的有效阻尼.值得注意的是,PSS4B(4)是PSS4B(2)与PSS2B(1)的一种折衷的解决方法.另一方面,故障后六个周波在7母线上损失60%的负荷导致了一个显剧的频率升高(到62.5HZ),导致PSS2B(1)到饱和状态一段时间,因此,这使它不可能保持系统稳定,.如图12所示,只有PSS4B(1)和PSS4B(2)可以做到.紧急情况6甩掉50%的负荷导致系统稳定如图13,而且这种情况,,与PSS4B相比,PSS2B(1)也只是稳定的极限而已.页脚内容15页脚内容16为了更好的理解PSS4B 获得这么复杂的好效果,我们应该再仔细的观察它的低,中,高频段信号,如图13.做为一个单一事故,没有频率的扁移(如C1和C2),PSS的低频分量从来不饱和,因此PSS的输出信号可以被认为是它的内部三个分量的组合(VSLL, VSLI, VSLH),如图1,然而,本例中在孤立的和一台发电机跳闸(如图12),低频波段的低/高限幅设置在-4%和+8%.,限制PSS更进一步的降低电压.这虽然减少了低频模式下的阻尼(与线性情况相比),但是由于其他两个波段的信号没有限制,他们依然有效,并且能获得有效的区间和当地模型的阻尼,然而最重要的发现是:当按表I设置参数的时候(我们只考虑当地和区间模型),PSS2B在这种紧急情况下不令人满意.这种情况就类似于孤立的操作会导致大的频率扁移.在这一点上我们应该强调有几个作者最近提出当最初的稳定信号环节在低限制值足够长的时间的时候,就在PSS上并联一个小时间常数的washout,来消除当频率偏移造成的持续饱和.尽管这种非线性的重新设置WASHOUT的方案真的可以消除大的电压下降,但它毕竟要使PSS失谐很长的一个时间,错过了紧急情况下最宝贵的时间.图12清楚的论证了PSS在阻尼区间振荡模型的作用,不管是饱和还是a programmed washout的影响,结果都是同样的:都将冒着在摆动稳定问题时失去阻尼.为了进一步阐述这个观点,我们分析系统动态灵敏页脚内容17度的关键因数:PSS输出限幅,PSS增益,输出washout时间常数.结果如表七所示.它表明在所有提及的表二中的PSS4B设置在C3和C4紧急情况下都获得了系统稳定性.相应的,PSS2B(1)不得不通过引入一个1-S的washout ,来确保系统稳定(图14).减小它的增益从15到10是不能达到这个目的的,然而,即使有一个1-S的WASHOUT,PSS2B(1)也会在PSS输出限幅减少到5%的时候失去稳定.在同样的条件下,PSS4B(4)也会失去稳定,5%的动态范围的设置是不够的.PSS4B(1)和PSS4B(2)却仍然能够在C3 C4的紧急情况下保持稳定.作为在Kunder测试系统上检查的最后一项性能,图15阐述了PSS4B设置的高良好的性能.如图所示,在两次紧急事故中的很宽的频率范围内(一条线路跳闸的0.44HZ和没有线路跳闸的0.67HZ)确保稳定.此外,功率传输水平在事故中也发生了剧烈的变化,从400MW到-30MW,没有丝毫影响PSS4B的性能.B 魁北克水电系统为了使研究的发现有坚实的基础,待研究的PSS在魁北克水电系统[32][35]上进行了仿真,为了使研究结果建立在合理的基础上.我们对这个系统一些的重要的特性进行陈述:页脚内容18尽管作为NPCC的一员, 魁北克水电系统与它的邻居之间是孤立的,,也就是说与周围控制地区没有同步的联系. 而是通过5条直流线路与邻居们异步联系.发电机85%的容量集中在远离负荷中心1000KM的三个水电联合体.主要的735KV传输网络是非常的广泛(超过11000km的735KV的线路),然而主要集中在两个主要走廊:西部的the James Bay network和东部的the North-Coast network从James Bay到新革兰,一条450KV的直流线路与735KC的交流线路并列运行.研究的系统是2003年冬季电网最典型的代表,包括853条母线,1182条线路,和35000MW的装机容量. 我们选择三个大的电站来研究PSS.分别是两台水氢机组的LG2电站和Churchill Falls水电站(他们的装机分别是5920和5500MVA),和一个接近最大负荷中心的820MVA的核电站.由于我们的目的不是去最优化这些PSS装置的性能,而是去评估它的适用性能和效果.所有的机组都是使用表I和表II中的性能.然而,我们可以看出在魁北克水电系统中,PSS2B(1)的增益性能需要增加50%后才能和PSS4B(2)在区间振荡频(0.6HZ)处的相比.从表III可以看出,这样的增加使得PSS2B(1)在0.6HZ处的增益和PSS4B(2)处类似.图16在发电机LG2上发生的同一个故障(无线路跳闸)比较这些PSS. 很明显,当在同一个故障产生小的频率便移时,这两套PSS都能产生较好的阻尼效果.然而,由于PSS2B(1)在0.6HZ 处提供和PSS4B(2)同样的阻尼,但在0.01-0.1HZ范围内提供大约3-4倍PSS4B(2)的增益.接下来的问题是,在频率补偿其间的行为.页脚内容19图17评价了各中PSS模型在发电机产生同一个故障后,LG4跳闸和两条联络线停电时的表现.可以看出PSS4B(1)表现了一个好的电压恢复能力.而且同时还保证了主要的区间振荡模型下的阻尼效果.而相反的是,PSS2B(1)(KS1=25)对频率控制有点过度,却付出了牺牲电压恢复和区间振荡阻尼的代价.从图17,PSS2B(1)(KS1=25)还可以看出修改了一个1.5-S的WASHOUT. 这个调整导致了一个全面的满意的性能包括电压恢复能力和区间振荡阻尼,和PSS4B(2)一样(没有SHOWN).考虑这些设计因素,因此系统PSS2B 模型最好的设置是KS1=25和TW=1.5.S.然而,如此的一个折衷方案不能忽略以下的一些缺陷.增益25在工业标准中有点偏高(10-20),我们应该在试运行其间进行仔细的综合评估,是否会导致更加不稳定的闭环.对于TW>3S的行业标准来说1.5S的WASHOUT时间太短.经典的推荐值班10S,因此,它只能应用到没低于0.4HZ的(表III),没有重大意义的区间振荡活动的系统中.我们已经对最终的PSS2B方案的通用性进行了重新评估,其评估基础是在LG2和Churchill Falls水电站上的两个带适度频率扁移的标准故障,normally cleared with 一条线路停运.按照图18,所有的PSS 包括PSS4B(2)(因为与PSS4B(4)类似没有列出)对区间振荡都表现良好.然而PSS2B(1)在低频(0.04HZ-0.06HZ)范围表现的要差一些和电压恢复能力也差一些.特别是Churchill Falls水电站上的紧急页脚内容20事故.V Falsificationg 测试PSS技术的有一些本质上的缺陷,这在我们所知道的如下两种情况下有非常不利的影响.有时候甚至因此而不使用PSS装置:水电机组的快速起负荷和终端机组的扭振反应.第一种情况, 对机械能的变化非常敏感的PSS (如电功率信号的PSS)将在正常的有功操作时发生不希望的无功变化.第二种情况,扭振模型中PSS增益太大将在在汽轮机轴上产生过大的机械压力,在极端的情况下,会导致不稳定的闭环系统.因此对PSS性能的评估如果不考虑这两个因素远不能说结束.A.水电机组ramping up/down为了研究这个问题,我们考虑像魁北克水电网有16台370MVA的LG2水电站这样的典型情况,来进行ST600稳定程序的仿真.发电厂被分成两部分(如[27]): 一台发电机标志为G449,剩下的发电机标示为G49.:然后单台发电机的参考机械功率以Pu/20s的斜率从90%跃变为10%, 在大发电机上(G49),尽管PSS4B(3)由于在高频段(表I)附加的washout的原因,在最不敏感的情况下,所有的PSS信号的变化范围都在1%内.相反,大增益的PSS4B(1)更灵敏虽然不如PSS2B(1).同样受到G449扰动的在小发电机,不管PSS怎么设置和什么类型,偏移都很大。

控制并列运行各发电机间无功功率分 配，提高发电机运行稳定性。
提高发电机并列运行的静态稳定性。
在发电机内部出现故障时，进行灭磁， 以减小故障损失程度。
发展历程及现状
发展历程 早期直流发电机采用他励式励磁系统。
随着电力电子技术的发展，自励式励磁系统逐渐普及。
发展历程及现状
现代大型发电机组普遍采用静止励磁系统，具有响应速度快、调节精度高、维护简 便等优点。
绿色环保和可持续发展要求
高效能源利用
采用先进的电力电子技术和控制策略，提高励磁系统的能源利用 效率，减少能源浪费。
环保材料应用
在励磁系统设计和制造过程中，选用环保材料和工艺，降低系统对 环境的影响。
低碳排放
通过优化励磁系统设计和控制策略，降低系统碳排放，符合国家碳 中和政策要求。
国际合作与竞争态势
海上风电项目
针对海上恶劣环境，采用高可靠性励磁系统，确 保了风电机组的安全稳定运行。
新能源汽车领域应用
电动汽车
励磁系统作为电机控制器的重要组成部分，提高了电动汽车的驱 动性能和续航里程。
混合动力汽车
通过优化励磁系统控制策略，实现了混合动力汽车的高效能量管理 和动力输出。
燃料电池汽车
采用先进的励磁技术，提高了燃料电池发电效率和汽车整体性能。
• 船舶、航空、轨道交通等移动电气设备领域。
应用领域与市场需求
01
市场需求
02
03
04
随着全球能源结构的转变和新 能源发电的快速发展，对励磁
系统的需求将持续增长。
电气设备的大型化和智能化趋 势对励磁系统的性能提出了更
高的要求。
环保和节能要求的提高将推动 励磁系统向更高效、更环保的

刘取教授专著《电力系统稳定性及发电机励磁控制》出版佚名
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2008(32)6
【摘要】刘取教授的专著《电力系统稳定性及发电机励磁控制》已于2007年3月由中国电力出版社出版,该书主要介绍防止大规模互联电力系统稳定性破坏的发电机励磁控制技术,可供从事电力系统。

【总页数】1页(P30-30)
【关键词】励磁控制;系统稳定性;电力系统稳定器;发电机;专著;出版
【正文语种】中文
【中图分类】TM
【相关文献】
1.电力系统稳定及发电机励磁控制对电力系统运行的影响 [J], 李丹
2.同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响 [J], 姜甄;张志亮
3.同步发电机励磁系统对电力系统\r稳定性影响的仿真与分析 [J], 章义平;张扬;张兴旺
4.同步发电机励磁系统对电力系统稳定性影响的仿真与分析 [J], 庾家球
5.新书推荐:《电力系统稳定性及发电机励磁控制》 [J],
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• DL/T583-95 的修订版 • 本标准起草单位：国家电网公司国电自动化研究院本 标准适用于单机容量为10MW及以上大中型水轮发电 机（以下简称发电机）的静止整流励磁系统及装置的 使用与订货要求（本标准中：10MW到100MW为中型， 100MW以上为大型水轮发电机组）。 • 目前整流型励磁系统主要是以自并励方式的系统为主， 其它方式实际已很少使用。因此本标准主要针对自并 励系统进行阐述，整流型励磁系统亦可参照执行。
限制器
• • • •件达到时,能将被控制量限制在允
许值以内的一个励磁系统的单元。
a)欠励限制器：Under-excitation limiter 当发电机进相运行时，为防止励磁电流过度减少。通过增加励磁电流，将发电机 运行点限制在发电机稳定PQ曲线范围内的限制器。目的是防止稳定破坏，防止定 子端部铁芯过热。 b)过励限制器： Over-excitation limiter 当发电机运行在滞相工况时，为防止励磁电流过度增大。通过减小励磁电流，将 发电机运行点限制在发电机PQ曲线范围内的限制器。目的是防止发电机定、转子 过热。 c)强励反时限限制器：Reversing-time limiter of forced excitation 在任何运行工况下，限制磁场电流不超过允许值的、防止转子过热的限制器。当 励磁电流超过1.1额定磁场电流，小于强励顶值电流时，按照等效发热原则，强励 允许持续时间和强励电流值按反时限规律确定。 d)最大励磁电流限制：Maximum current limiter 在任何运行工况下，瞬时限制励磁电流不超过磁场顶值电流。 伏/赫限制器（也称：电压/频率限制器） Volts per hertz limiter 指当机组频率降低到某预定值后，根据频率减少而使被调电压按比例减少，其目 的是防止同步电机转子过电流或变压器过磁通。

西门子三机无刷机组励磁系统模型剖析马怀成发布时间：2021-10-25T06:34:20.933Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第12期作者：马怀成[导读] 在电力系统稳定性的研究中，要精准地描述同步发电机励磁控制系统的运行特性，首先应建立能精准地表达励磁系统在不同工作状态下的数学模型。

本文将以西门子三机励磁系统的AC7B 模型作为样本进行分析，使国内技术人员更清楚的学习该设备模型。

马怀成1.国能陈家港发电有限公司江苏盐城 214600摘要：在电力系统稳定性的研究中，要精准地描述同步发电机励磁控制系统的运行特性，首先应建立能精准地表达励磁系统在不同工作状态下的数学模型。

本文将以西门子三机励磁系统的AC7B 模型作为样本进行分析，使国内技术人员更清楚的学习该设备模型。

关键词：交流励磁机数学模型；IEEE；西门子；1、引言通常，励磁系统数学模型适用的范围是系统振荡频率最高不超过3Hz，系统频率偏差不超过±5%额定值。

另外，励磁系统的保护功能、发电机灭磁及转子过电压的动作等，一般不包括在模型适用范围内。

2、交流励磁机数学模型基础交流励磁机是由一个交流发电机带上整流器负载所组成，因此，其模型要考虑三个因数：交流发电机的饱和特性和电枢反应特性以及整流器的换向特性。

交流发电机的饱和特性，引用励磁机时间常数TE、饱和系数SE、自励系数KE，并构成一个一阶惯性环节，。

这种早期的交流励磁机模型，没有考虑交流发电机电枢反应的去磁效应及整流器的换向过程，故在暂态过程中有较大失真。

为了表现交流发电机电枢反应的去磁效应，引用一个负载电流IFD下的去磁作用系数KD，二者的乘积与SE和KE一起作为交流励磁机的反馈。

因此，仅考虑去磁作用的交流励磁机模型。

负载电流去磁作用系数KD，可由交流发电机的实测空载特性和负载特性求得，也可以采用制造厂出厂试验验数据或设计数据。

时间常数TE，是交流发电机电枢开路时励磁绕组时间常数。