(12)Std4215-1992IEEE推薦的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究用勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

1、NARIIEEE推薦的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究用勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 IEEE Std 421.5-1992IEEE電力工程學(xué)會能源開發(fā)和發(fā)電委員會 提出 IEEE標(biāo)淮局 1992,3,19批準(zhǔn) 國電自動化研究院 電氣控制技術(shù)研究所 譯 2003年7月目錄1. 范圍.32. 參考文獻(xiàn).33. 同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)在型勵磁系統(tǒng)模型研究中的表示法.44. 同步電機(jī)端電壓變送器和負(fù)荷補(bǔ)償器模型.55. DC型直流勵磁機(jī)65.1 DC1A型勵磁系統(tǒng)模型.65.2 DC2A型勵磁系統(tǒng)模型75.3 DC3A型勵磁系統(tǒng)模型86. AC型交流勵磁機(jī)-整流器勵磁系統(tǒng)模型96.1 AC1A型勵磁系統(tǒng)模型96.2 AC2A型勵磁系

2、統(tǒng)模型106.3 AC3A型勵磁系統(tǒng)模型116.4 AC4A型勵磁系統(tǒng)模型116.5 AC5A型勵磁系統(tǒng)模型136.6 AC6A型勵磁系統(tǒng)模型147. ST型勵磁系統(tǒng)模型.157.1 ST1A型勵磁系統(tǒng)模型.15 7.2 ST2A 型勵磁系統(tǒng)模型16 7.3 ST3A型勵磁系統(tǒng)模型.178. 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器.18 8.1 PSS1A型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器.18 8.2 PSS2A型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器.199. 斷續(xù)作用勵磁系統(tǒng)209.1 DEC1A型斷續(xù)作用勵磁系統(tǒng).209.2 DEC2A型斷續(xù)作用勵磁系統(tǒng).229.3 DEC3A型斷續(xù)作用勵磁系統(tǒng)2210. 文獻(xiàn)目錄.23附錄A 符號表.23附錄B 相

3、對(標(biāo)么)單位制25附錄C 勵磁機(jī)飽和負(fù)荷效應(yīng).26附錄D 整流器調(diào)整率.27附錄E 限制的表示.28附錄F 用消除快反饋環(huán)避免計算問題30附錄G 同步電機(jī)內(nèi)感應(yīng)反向磁場電流流通路徑.35附錄H 勵磁限制器.36附錄I 采樣數(shù)據(jù)37-à.46IEEE推薦的電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究用勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型1. 范圍在電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究中，要精確仿真同步電機(jī)形為時，同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的模型需要足夠祥細(xì)是十分重要的。見文獻(xiàn)12。所需的模型必須代表實(shí)際勵磁設(shè)備的性能，同時適合用於大的、嚴(yán)重的擾動和小的干擾。1968年IEEE委員會一份報告提供了初始的勵磁系統(tǒng)參考模型，見6。它創(chuàng)建了公用術(shù)語，給出了公用的勵磁系

4、統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、定義了這些模型的參數(shù)。1981年的一份報告7擴(kuò)大了它的內(nèi)容。它提供了以前不包括的新勵磁系統(tǒng)模型，和改善了的老設(shè)備模型。本文件主要基于1981年報告，力圖再一次更新模型，提供帶附加控制特點(diǎn)模型，定型化這些模型用於實(shí)際中。本文件中的模型結(jié)構(gòu)，在很大程度上，力圖容易用現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)作為所需獲得模型參數(shù)的一個方法。但是這些模型是降價的模型，不能代表某個勵磁系統(tǒng)的所有的控制環(huán)。 某些情況下所用模型，作了大的簡化，導(dǎo)致了模型結(jié)構(gòu)和實(shí)際裝置有很大的差別。勵磁系統(tǒng)模型本身不可用系統(tǒng)頻率的函數(shù)對調(diào)節(jié)器調(diào)制，這是一些老勵磁系統(tǒng)的固有特性。這些模型對±5%額定頻率偏差和振蕩頻率3赫芝下有效，這些

5、模型通常不足以用來研究次同步振蕩或軸系扭振相互的作用。對長時間的動態(tài)性能研究中可能起作用的延時保護(hù)和控制功能，這里沒表示。在附錄I中為每個模型提供了一組樣本數(shù)據(jù)(不需是典型的)和至少一種具體的應(yīng)用， 本報告中所有模型版本帶后輟”A”，以便和先前模型區(qū)分。2 參考文獻(xiàn)本標(biāo)準(zhǔn)要用到下述出版物：1 ANSI C50.10-1990 同步電機(jī)美國標(biāo)準(zhǔn)( 旋轉(zhuǎn)電機(jī))2 IEEE Std 100-1988 IEEE電氣和電子學(xué)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)辭典（ANSI）3 IEEE Std 115-1983 IEEE同步電機(jī)試驗方法(ANSI)4 IEEE Std 421.1-1986 IEEE同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)定義（A

6、NSI）5Bayne J.P等 ”靜止勵磁控制來改善瞬態(tài)穩(wěn)定”IEEE PAS-94,1975,1141-1146頁6 IEEE委員會報告 “勵磁系統(tǒng)計算機(jī)表示” IEEE PAS-87,1968,1460-1464頁7 IEEE委員會報告?！半娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定研究用勵磁系統(tǒng)模型”IEEE PAS-100，1981，494-509頁。8 Ferguson ,R.W等 “無刷勵磁系統(tǒng)分析研究”AIEE Transaction on PAS(part3)1960, 1815-18219 IEEE委員會報告。“勵磁系統(tǒng)動態(tài)特性” IEEE PAS-92，1973，64-75頁。10Lee,D.C.等 “加

7、強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的先進(jìn)勵磁控制” CIGRE Paper: 38-01巴黎，198611 Rubenstein,A.S.等 “用現(xiàn)代電機(jī)擴(kuò)大機(jī)調(diào)節(jié)器控制無功” AIEE Transaction on PAS (part3)1957, 961-970頁12 Byerly.R.T等 大電力系統(tǒng)穩(wěn)定 IEEE出版社,紐約,197413 Taylor,C.W. “在直流/交流電力系統(tǒng)中靜止勵磁的瞬態(tài)勵磁上升” 電氣運(yùn)行計劃專家會議 邀請文章-08, 里約日內(nèi)盧 1987,8月3 同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)研究中的表示圖1中的通用功能方塊圖表示了各種同步電機(jī)勵磁子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)包括了一個端電壓變送器和負(fù)

8、荷補(bǔ)償器、勵磁控制單元、勵磁機(jī)和，在許多場合下的,電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。附加的斷續(xù)勵磁控制也可能用到。本標(biāo)準(zhǔn)推薦了所有這些功能塊模型。圖 1 同步電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)一般的功能方塊圖勵磁控制單元包括了勵磁調(diào)節(jié)和穩(wěn)定兩種功能。術(shù)語”勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器”和”瞬態(tài)增益減小”用來說明幾個模型中被圖1的”勵磁控制單元”方塊包圍的、影響這些系統(tǒng)穩(wěn)定和響應(yīng)的電路，磁場電流限制器在大的系統(tǒng)研究中通常不表示，但它們在用快作用限制器、母線饋電的靜止勵磁系統(tǒng)中的表示，是十分重要。因而它們被包括在這類模型中。本標(biāo)準(zhǔn)中的模型不包括欠勵限制器(UEL),但這種限制器的輸出VUEL正常的確和各類勵磁系統(tǒng)模型的連接。UEL的輸出作為勵磁系

9、統(tǒng)的輸入，可接在不同的地點(diǎn)，如相加點(diǎn)、邏輯或門輸入。但用在任何模型上，這類輸入只能有一個。 在勵磁系統(tǒng)模型中，端電壓限制器和V/F限制器通常不表示。但有些模型的確提供了一控制門，端電壓限制器輸出VTM, 可通過它進(jìn)入調(diào)節(jié)環(huán)。端電壓限制功能也可包括在一個帶附加的斷續(xù)勵磁控制模型中。在實(shí)現(xiàn)所有這些模型時，應(yīng)有處理參數(shù)零值的措施，某些零值意味著旁通模型所有方塊。附錄B 說明了用于勵磁系統(tǒng)模型的標(biāo)么制。 按勵磁功率來源勵磁系統(tǒng)可以分成三大類：1).直流(DC)勵磁系統(tǒng)：同帶換向器的直流發(fā)電機(jī)作勵磁功率源。2).交流(AC)勵磁系統(tǒng)：用交流發(fā)電機(jī)、靜止或旋轉(zhuǎn)整流器產(chǎn)生同步電機(jī)磁場所需直流電流。3).靜止

10、(ST)勵磁系統(tǒng)：勵磁功率來自變壓器或發(fā)電機(jī)的輔助繞組和整流器。 下述關(guān)鍵的附屬功能對大多數(shù)勵磁系統(tǒng)都適用： 1). 電壓測量和負(fù)荷補(bǔ)償 2). 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器此外，本標(biāo)準(zhǔn)也提供某些用斷續(xù)勵磁控制的模型。AC(交流)和 ST(靜止) 勵磁系統(tǒng)只允許正向電流流至電機(jī)磁場，雖然有些系統(tǒng)允許加強(qiáng)制的負(fù)向電壓直到磁場電流至零，一些專門的措施，可為同步電機(jī)感應(yīng)出的負(fù)磁場電流提供通路，附錄G描述的電機(jī)/勵磁系統(tǒng)接口的專門研究中介紹了這類方法。4. 同步電機(jī)端電壓變送器和負(fù)荷補(bǔ)償圖2表示了端電壓變送器和負(fù)荷補(bǔ)償?shù)姆綁K圖，這個模型單元對本文件中所有勵磁系統(tǒng)都適用，一些系統(tǒng)中電壓測量和負(fù)荷補(bǔ)償，可能有獨(dú)立和不同

11、的時間常數(shù)，在這里不作這樣的區(qū)分，只用一個時間常數(shù)于綜合的電壓測量和負(fù)荷補(bǔ)償信號。 圖 2 端電壓變送器和(選用)負(fù)荷補(bǔ)償單元如不用負(fù)荷補(bǔ)償(Rc=Xc=0)，方塊圖縮成單一電壓測量。通常同步電機(jī)端電壓測量先降壓、再轉(zhuǎn)為直流。當(dāng)變送器濾波時會很復(fù)雜，用于模型時可減至只用單一時間常數(shù)TR表示。對許多系統(tǒng)講，TR十分小，應(yīng)有措施可將它設(shè)置為零。 在每個勵磁系統(tǒng)模型中都有端電壓變送器輸出Vc和代表所需端電壓設(shè)置的參考值作比較，等值電壓調(diào)節(jié)器參考信號VREF是從滿足起始運(yùn)行情況計算出的，因此，對研究的同步電機(jī)負(fù)荷情況是唯一的。在勵磁系統(tǒng)模型中，合成誤差經(jīng)放大后提供給磁場電壓和隨后的端電壓，滿足穩(wěn)態(tài)的閉

12、環(huán)方程，如無負(fù)荷補(bǔ)償，勵磁系統(tǒng)在它調(diào)節(jié)范圍，力圖保持由參考值信號確定的端電壓。當(dāng)需要負(fù)荷補(bǔ)償時，Rc和Xc要取適當(dāng)值，大多數(shù)情況Rc可忽略不計。計算補(bǔ)償時，同步電機(jī)電壓和電流輸入變量必須用相量方式，要注意補(bǔ)償器參數(shù)和同步電機(jī)電流基值的標(biāo)么制一致。補(bǔ)償通常用下述二個方法之一。（1） 當(dāng)機(jī)組連到母線時，機(jī)組間無阻抗，用補(bǔ)償器產(chǎn)生人工耦合阻抗，使機(jī)組間無功合理分配，這對應(yīng)著同步電機(jī)內(nèi)調(diào)整點(diǎn)的選擇，此時Rc,Xc應(yīng)有正值。（2） 當(dāng)單臺機(jī)組通過大阻抗并網(wǎng)，或2臺或多臺機(jī)組通過各自的主變并網(wǎng)時，可要求調(diào)節(jié)機(jī)端外某一點(diǎn)的電壓，例如希望補(bǔ)償主變阻抗，并有效調(diào)節(jié)升壓主變外的電壓，Rc,Xc應(yīng)取適當(dāng)?shù)呢?fù)值，有些

13、補(bǔ)償電路對端電壓的修正，不用電流有功和無功分量，而用有功和無功。雖然提供模型的等效電路只適合額定電壓附近，更精確的表示，似乎并不值得，文獻(xiàn)11中描述了這些和其它形式的補(bǔ)償。5、 DC-型直流勵磁機(jī) 現(xiàn)在很少生產(chǎn)DC直流勵磁機(jī)，已被AC交流勵磁機(jī)和ST靜止勵磁系統(tǒng)代替，但仍有許多這類系統(tǒng)在運(yùn)行，考慮到配備這類勵磁機(jī)機(jī)組衰落的百分?jǐn)?shù)和重要性，只要考慮以前（文獻(xiàn)6）發(fā)展了的用負(fù)荷飽和曲線（附錄C）計算勵磁機(jī)負(fù)荷效應(yīng)已足夠了。文獻(xiàn)7給出了調(diào)節(jié)器限制和磁場電壓限制間的關(guān)系。5.1 DC1A型勵磁系統(tǒng)模型 圖3方塊圖模型代表用連續(xù)作用電壓調(diào)節(jié)器（特別是直接作用變阻器，旋轉(zhuǎn)擴(kuò)大機(jī)和磁放大器）控制直流勵磁機(jī)磁

14、場。 其例子有（1）愛里斯查爾默(A-C)公司Regulex調(diào)節(jié)器； （2）通用電氣(GE)公司旋轉(zhuǎn)擴(kuò)大機(jī)調(diào)節(jié)器，GDA調(diào)節(jié)器； （3）西屋(Wh)公司Mag-A-stat調(diào)節(jié)器、Rototrol(旋轉(zhuǎn)放大機(jī))調(diào)節(jié)器、Silver-stat(銀針)調(diào)節(jié)器、TRA調(diào)節(jié)器； （4）勃郎飽維爾（BBC）公司AB型、KC型調(diào)節(jié)器。圖 3 DC1A型直流勵磁機(jī)因這個模型在工業(yè)中已廣泛應(yīng)用，有的時候，當(dāng)沒有詳細(xì)數(shù)據(jù)或要求簡化模型時，也用它來代表其它類型的系統(tǒng)。這個模型主要輸入是前面提到的端電壓變送器和負(fù)荷補(bǔ)償模型的輸出Vc。在相加點(diǎn)Vc從給定點(diǎn)參考值VREF減去，再減去穩(wěn)定用反饋信號VF和加上電力系統(tǒng)穩(wěn)定

15、器信號VS，得到電壓誤差。在穩(wěn)態(tài)下VF和VS為零，剩下的只是端電壓誤差信號。這個合成信號經(jīng)調(diào)節(jié)器放大。電壓調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)TA，增益KA，和典型的由飽和、或放大器電源限制形成的非旋緊限制畫在一起。在附錄E中，討論了旋緊和非旋緊限制。這些電壓調(diào)節(jié)器用電源是不受同步電機(jī)或輔助母線上瞬態(tài)效應(yīng)的影響。時間常數(shù)TB、TC用于模型的固有電壓調(diào)節(jié)器時間常數(shù)，但這些時間常數(shù)往往很小，?？珊雎浴?yīng)有措施用0輸入代替。電壓調(diào)節(jié)器輸出VR用來控制勵磁機(jī)，如在7討論過的，可以是它勵和自勵。當(dāng)用自并勵時，KE反映了并勵磁場變阻器設(shè)定值，在有些情況下KE的最終值可能為負(fù)，為此應(yīng)留有裕量。大多數(shù)這類勵磁機(jī)用自并勵，其磁場中

16、的電壓調(diào)節(jié)器運(yùn)行在通常稱為“升降”方式。大多數(shù)電站運(yùn)行人員周期調(diào)整變阻器的設(shè)定點(diǎn)，手動跟蹤電壓調(diào)節(jié)器使電壓調(diào)節(jié)器的輸出為0，這可用選KE值來仿真，使如文獻(xiàn)7所描述的滿足起始條件VR=0，在某些方案中，如KE未提供，可用自勵程序自動地計算出。如KE已提供，不必用程序再計算，因為這隱含著固定的變阻器設(shè)定點(diǎn)，對這類系統(tǒng)，變阻器經(jīng)常固定在產(chǎn)生接近額定情況自勵的值，帶固定磁場變阻器設(shè)置的系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在遙控的機(jī)組上，KE=1是用來代表它勵。術(shù)語SEEFD 是非線性函數(shù)，如在附錄C中說明的，其值由任何選定的EFD確定，此飽和塊輸出VX是在此勵磁機(jī)電壓下輸入EFD和非線性函數(shù)值SEEFD 的乘積。從磁場電壓來

17、的經(jīng)過帶增益K和時間常數(shù)TF 的微分反饋VF是用于勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定。5.2 DC2A型勵磁系統(tǒng)模型 圖4的模型代表用發(fā)電機(jī)或輔助母線供電的連續(xù)作用電壓調(diào)節(jié)器控制直流勵磁機(jī)磁場的系統(tǒng)，它和DC1A模型的差別僅在電壓調(diào)節(jié)器輸出限制，后者現(xiàn)在正比于端電壓VT。它也表示將老式的機(jī)械的和旋轉(zhuǎn)的放大設(shè)備用固態(tài)裝置代替的情況，這類模型代表的調(diào)節(jié)器包括：（1）西屋公司 PRX-400TM型；（2）通用電氣公司 5VR型圖 4 DC2A型-帶母線饋電的調(diào)節(jié)器的直流勵磁機(jī)5.3 DC3A型勵磁系統(tǒng)模型前面討論的系統(tǒng)是第一代高增益快作用的勵磁電源。DC3A模型用來代表在連續(xù)作用調(diào)節(jié)器發(fā)展前，常用的老式帶非連續(xù)作用調(diào)節(jié)器

18、的直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)的例子：（1）通用電氣公司GFA4型調(diào)節(jié)器； （2）西屋公司BJ30型調(diào)節(jié)器。這些系統(tǒng)按電壓誤差大小基本上有二種調(diào)節(jié)速率，。對小誤差用信號，周期性調(diào)節(jié)馬達(dá)驅(qū)動的變阻器。大誤差會引起電阻很快短路或插入一個強(qiáng)制信號，加到勵磁機(jī)上，對大誤差信號，馬達(dá)驅(qū)動變阻器會連續(xù)移動，即使它會被接觸器旁路。圖 5 DC3A型-帶非連續(xù)作用調(diào)節(jié)器的直流勵磁機(jī)圖5解釋了這個控制作用，勵磁機(jī)的表示和前述類似。注意沒有表示勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器。按電壓誤差VREF-VC的大小，不同的調(diào)節(jié)器方式起作用，如電壓誤差大于快升/降的給定KV（典型值5%），按電壓誤差的符號將VRmax或VRmin加到勵磁機(jī)

19、，對電壓誤差絕對值小于KV，勵磁機(jī)輸入等于變阻器設(shè)定值VRH，變阻器設(shè)定值的上升或下降取決于誤差的符號，代表變阻器驅(qū)動馬達(dá)連續(xù)運(yùn)動的走行時間是TRH，圍著此方塊的非旋緊限制（附錄E）表示，當(dāng)變阻器到達(dá)任一限制時，當(dāng)輸入信號反向時，它將立即離開限制。進(jìn)一步改善，比如對小誤差的死區(qū)，曾考慮過，但對用這類電壓調(diào)節(jié)器的相對少的老電機(jī)言，是沒有必要的。這模型假定快升/降的限制是和變阻器限制是相同的。它沒有計及因磁場電阻變化導(dǎo)致勵磁機(jī)時間常數(shù)的變化（這磁場電阻變化來自變阻器的運(yùn)動和快作用接觸器的分合）。6、 AC型交流勵磁機(jī)整流器勵磁系統(tǒng)這類勵磁系統(tǒng)用一臺交流發(fā)電機(jī)和靜止或旋轉(zhuǎn)整流器產(chǎn)生發(fā)電機(jī)磁場所需直流

20、電流，對這類勵磁機(jī)言，負(fù)荷效應(yīng)是很重要的，而發(fā)電機(jī)磁場電流作為模型的輸入，可以精確地表示這些效應(yīng)，這些系統(tǒng)不能供應(yīng)負(fù)向磁場電流，只有AC4A模型允許有強(qiáng)制負(fù)向磁場電壓，在附錄G中討論了感應(yīng)負(fù)向磁場電流的模擬考慮。6.1 AC1A型勵磁系統(tǒng)模型圖6的模型代表了AC1A型磁場可控交流勵磁機(jī)整流器勵磁系統(tǒng)，此系統(tǒng)由交流主勵磁機(jī)和不可控整流器組成，勵磁機(jī)不是自勵的，而電壓調(diào)節(jié)器功率取自不受外部瞬變影響的電源，勵磁機(jī)輸出的二極管特性使勵磁機(jī)輸出電壓有一個零的低限制，如圖6所示。這個模型適用于仿真西屋公司無刷勵磁系統(tǒng)的性能。對大電力系統(tǒng)穩(wěn)定研究，交流勵磁機(jī)(也是同步電機(jī))可用圖6所示簡化模型代替，負(fù)荷電流

21、IFD對交流勵磁機(jī)輸出電壓VE的去磁效應(yīng)，是在包括時間常數(shù)KD的反饋途徑中計及，該常數(shù)是交流勵磁機(jī)的同步和瞬態(tài)電抗的函數(shù)，見8和9勵磁機(jī)輸出電壓因整流器調(diào)節(jié)引起的壓降，是由包括常數(shù)KC（它是換相電抗的函數(shù)）和附錄D中說明的整流器調(diào)節(jié)曲線FEX來仿真，在此模型中，正比于勵磁機(jī)磁場電流的信號VFE是從相加信號導(dǎo)出，即從勵磁機(jī)輸出電壓VE乘上附錄C描述的飽和KE+SEVE加上IFD乘上去磁常數(shù)KD，勵磁機(jī)磁場電流信號VFE是用作勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定方塊的輸入，其輸出為VF。圖 6 AC1A型-帶不可控整流器和勵磁機(jī)磁場電流反饋的交流勵磁機(jī)整流器勵磁系統(tǒng)6.2 AC2A型勵磁系統(tǒng)模型圖7是AC2A模型，代表高

22、起始響應(yīng)的磁場控制交流勵磁機(jī)整流器勵磁系統(tǒng)。交流主勵磁機(jī)帶不可控整流器，AC2A型模型除包括勵磁機(jī)時間常數(shù)補(bǔ)償和勵磁機(jī)磁場電流限制單元外，和AC1A型類似。這模型適用于仿真西屋公司高起始響應(yīng)無刷勵磁系統(tǒng)。勵磁機(jī)時間常數(shù)補(bǔ)償主要由包圍勵磁機(jī)磁場時間常數(shù)的直接負(fù)反饋VH組成，減小該時間常數(shù)的有效值，因此增加了勵磁系統(tǒng)小信號響應(yīng)的帶寬，時間常數(shù)減小取決于補(bǔ)償環(huán)的增益KH和KB的積，通常要比沒有補(bǔ)償?shù)臅r間常數(shù)少一個數(shù)量級。為得到這個系統(tǒng)的高起始響應(yīng)，非常高的強(qiáng)勵電壓VRmax加到勵磁機(jī)磁場，一個能測定勵磁機(jī)磁場電流的限制器允許有高的強(qiáng)勵但受限制的電流。受勵磁機(jī)磁場電流的限制，勵磁機(jī)輸出電壓EE通常受限

23、于規(guī)定的勵磁系統(tǒng)額定響應(yīng)確定的值。雖然這個限制實(shí)際由附錄F描述的反饋環(huán)來實(shí)現(xiàn)，與此環(huán)有關(guān)的時間常數(shù)極端小，會引起計算上的問題。為此模型中表示的限制器是對換相電抗后勵磁機(jī)電壓的正向限制，這個電壓是發(fā)電機(jī)磁場電流的函數(shù)。對小的限制器閉環(huán)時間常數(shù)，這具有同樣效果，但也要防止高增益，低時間常數(shù)環(huán)有關(guān)的計算問題。6.3 AC3A型勵磁系統(tǒng)模型圖8的AC3A模型代表磁場可控的交流勵磁機(jī)整流器系統(tǒng)，這類勵磁系統(tǒng)包括交流主勵磁機(jī)及不可控整流器，勵磁機(jī)是自勵的，而電壓調(diào)節(jié)器的功率來自勵磁機(jī)輸出電壓，因此該系統(tǒng)有附加的非線性，用輸入為電壓調(diào)節(jié)器命令信號VA和KR倍勵磁機(jī)輸出電壓VPD的乘法器來仿真。對大電力系統(tǒng)穩(wěn)

24、定研究，同步的交流勵磁機(jī)模型要簡化。負(fù)荷電流IFD對交流勵磁機(jī)輸出電壓VE的動特性去磁效應(yīng)計及。反饋路徑包括常數(shù)KD，后者是交流勵磁機(jī)同步和瞬態(tài)電抗的函數(shù)。因整流器調(diào)節(jié)引起的勵磁機(jī)輸出電壓降，用包括常數(shù)KC（是換相電抗的函數(shù)）和描述在附錄D中的調(diào)節(jié)曲線FEX。本模型中，正比于勵磁機(jī)磁場電流的信號VFE是從勵磁機(jī)輸出電壓VE乘上KE+SE (VE)（如附錄C中說明的SE（VE）代表飽和）加上IFD乘上去磁項KD得出的。勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器也有非線性特性，當(dāng)勵磁機(jī)輸出電壓小于EFDN時增益為KF，當(dāng)勵磁機(jī)輸出大于EFDN時，此增益值變?yōu)镵N。對VE的限制，如附錄6中所說明的用來表示反饋限制器運(yùn)行的效果。

25、6.4 AC4A型勵磁系統(tǒng)模型圖9表示的AC4A型交流勵磁機(jī)可控整流器系統(tǒng)和其它類型交流勵磁系統(tǒng)有很大的差別，這類高起始響應(yīng)勵磁系統(tǒng)用全控晶閘管橋作勵磁輸出電路。圖8 AC3A型-帶交流勵磁機(jī)磁場電流限制器的交流勵磁機(jī)-一整流器勵磁系統(tǒng)圖 9 AC4A型交流勵磁機(jī)向可控整流器供電的勵磁系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器控制晶閘管橋的觸發(fā)，交流勵磁機(jī)用獨(dú)立的電壓調(diào)節(jié)器來控制其輸出電壓為常數(shù)，這些效應(yīng)不模擬，但對勵磁機(jī)瞬態(tài)加負(fù)荷的效應(yīng)包括在內(nèi)。勵磁機(jī)加負(fù)荷限于在附錄D的方式1所描述的地區(qū)內(nèi)，而負(fù)荷的效應(yīng)可用勵磁機(jī)負(fù)荷電流和換相電抗來修正勵磁限制來計及。晶閘管勵磁為勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定常用串連的滯后一領(lǐng)前網(wǎng)絡(luò)，而不用速率（ra

26、te feedback）反饋，時間常數(shù)TB和TC允許仿真這種控制功能，和調(diào)節(jié)器和/或晶閘管觸發(fā)有關(guān)的總等效增益和時間常數(shù)分別用XA和TA仿真。用此仿真模型的系統(tǒng)，包括通用電氣公司ALTHYREX和旋轉(zhuǎn)晶閘管勵磁系統(tǒng)。6.5 AC5A型勵磁系統(tǒng)模型用10的AC5A模型是無刷勵磁系統(tǒng)的簡化模型。調(diào)節(jié)器是由一個不受系統(tǒng)干擾的電源，如永磁發(fā)電機(jī)供電。這個模型可用來代表小勵磁系統(tǒng)，如由巴斯勒電機(jī)公司生產(chǎn)的那種。注意：和其它AC模型不同，本模型用負(fù)荷的而不是開路的勵磁機(jī)飽和數(shù)據(jù)，其用法和它在DC模型中用的相同（見附錄C）。因本模型在工業(yè)中已廣泛地應(yīng)用了，有時當(dāng)缺乏詳細(xì)數(shù)據(jù)或要求簡化模型時，它還用來代表其它

27、類型系統(tǒng)。圖 10 AC5A 型簡化旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)6.6 AC6A型勵磁系統(tǒng)模型圖11的AC6A型模型用來表示帶系統(tǒng)供電的電子電壓調(diào)節(jié)器的磁場控制交流勵磁機(jī)整流器勵磁系統(tǒng)。圖 11 AC6A型帶不可控整流器和系統(tǒng)供電的電子式電壓調(diào)節(jié)器的交流勵磁機(jī)-整流器勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器最大輸出VR是端電壓VT的函數(shù)，而模型包括了勵磁機(jī)磁場電流限制器，它特別適用表示靜止二極管系統(tǒng)，例如C.A.Parson公司生產(chǎn)的那種。7、 ST型靜止勵磁系統(tǒng)在這類勵磁系統(tǒng)，電壓（在復(fù)勵系統(tǒng)中還有電流）被轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)碾娖?。整流器可控或不可控，為發(fā)電機(jī)磁場提供所需的直流電流。雖然許多這類系統(tǒng)允許強(qiáng)勵的負(fù)電壓，但大多數(shù)不供負(fù)向磁

28、場電流，對必須要有負(fù)向磁場電流的專門研究，如附錄G中所討論的，需要更詳細(xì)的模型。許多靜止勵磁系統(tǒng)的勵磁頂值電壓很高，對這樣的系統(tǒng)，必須附加磁場電流限制器電路，以保護(hù)勵磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，這常包括瞬時和延時動作的單元，但這里只包括瞬時限制單元，并且只在STIA模型中有表示。7.1 ST1A勵磁系統(tǒng)模型圖12表示的ST1A型電壓源可控整流勵磁系統(tǒng)的計算機(jī)模型，力圖代表勵磁功率通過變壓器來自發(fā)電機(jī)機(jī)端（或機(jī)端輔助母線），而調(diào)節(jié)是通過可控整流器，這類系統(tǒng)最大可用勵磁電壓直接和發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓有關(guān)（以下的附注除外），圖 12 ST1A型電壓源可控整流器勵磁系統(tǒng)在這類系統(tǒng)中固有的勵磁系統(tǒng)時間常數(shù)很小，不需要

29、勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器。另一方面，為了其它原因，可能希望減小這類系統(tǒng)的瞬態(tài)增益。所示模型在代表瞬態(tài)增益減小是十分通用的，不管是通過時間常數(shù)TB和TC（在此情況下KF正常應(yīng)設(shè)為0）的前向路徑，還是適當(dāng)選擇速率反饋(Rate feedback)參數(shù)KF 和TF 的反饋路徑。電 壓調(diào)節(jié)器增益和任何固有的勵磁系統(tǒng)時間常數(shù)分別用KA和TA代表。時間常數(shù)TC1和TB1，如TC1正常大于TB1允許代表瞬態(tài)增益增大的可能。整流橋觸發(fā)角產(chǎn)生的方法影響其輸入輸出關(guān)系，通常假定是線性的，在模型中選擇單一增益KA，許多系統(tǒng)應(yīng)用真正的線性系統(tǒng)，在少數(shù)系統(tǒng)整流橋關(guān)系是非線性的，導(dǎo)致歸一化的線性增益為正弦函數(shù)，其幅值可能和電源電壓

30、有關(guān)。因為通常此增益十分高，此特性線性化后為模型用，通常是滿意的。不管特性是線性的還是正弦的，頂值表示是相同的。許多情況下，對VI的內(nèi)部限制可忽略。應(yīng)該模擬是端電壓和同步電機(jī)磁場電流函數(shù)的磁場電壓限制。磁場電壓正限制表示成同步電機(jī)磁場電流線性函數(shù)是可能的，因為在這樣的系統(tǒng)中整流橋的運(yùn)行限制在附錄D中廣方式1的范圍。負(fù)限制應(yīng)有類似的電流依賴特性，但是該項（term）的符號可能為正或為負(fù)，取決于為限制選用了恒定觸發(fā)角還是恒定熄弧角。因磁場電流在此條件下通常很低，這術(shù)語（term）不包括在模型中。這類系統(tǒng)非常高的強(qiáng)勵能力，致使有時用磁場電流限制器來保護(hù)發(fā)電機(jī)和勵磁系統(tǒng)，限制起始設(shè)置由ILR確定，增益

31、用KLR表示。為允許此限制不作起用，應(yīng)有措施可將KLR設(shè)置為0。對絕大多數(shù)這類勵磁系統(tǒng)，用的是全控整流橋，本模型對半控橋系統(tǒng)也適用，這時負(fù)向磁場電壓頂值應(yīng)設(shè)置為0（VRMIN=0）。 ST1A勵磁系統(tǒng)的例子有：1） 加拿大通用電氣公司的Silocomatic勵磁系統(tǒng)；2） 西屋加拿大公司固態(tài)晶閘管勵磁系統(tǒng)；3） 西屋公司PS型帶WTA，WHS，WTA-300型調(diào)節(jié)器的靜止勵磁系統(tǒng)；4） ASEA公司靜止勵磁系統(tǒng)；5） 勃郎鮑維爾BBC靜止勵磁系統(tǒng)；6） 蘭羅爾派松公司靜止勵磁系統(tǒng)；7） GECEliott公司靜止勵磁系統(tǒng)；8） 東芝公司靜止勵磁系統(tǒng)；9） 三菱公司靜止勵磁系統(tǒng)；10）通用電氣公

32、司電壓源靜止勵磁系統(tǒng)；11) 日立公司靜止勵磁系統(tǒng)；12）巴斯勒模型公司SSE勵磁系統(tǒng)；13）ABB公司Unitrol勵磁系統(tǒng)。7.2 ST2A勵磁系統(tǒng)模型有些勵磁系統(tǒng)利用電壓和電流源（發(fā)電機(jī)機(jī)端的電量）作為功率來源。這類復(fù)勵整流器勵磁系統(tǒng)用ST2A表示，圖13是它的模型，必須要用端電壓VT和端電流IT相量綜合來構(gòu)筑勵磁功率源的模型，在附錄D中說明整流器負(fù)荷和換相效應(yīng)的計算，EFDmax代表了由于磁元件飽和對勵磁電壓的限制，調(diào)節(jié)器通過控制功率變壓器飽和來控制勵磁輸出，TE是和控制繞組電感有關(guān)的時間常數(shù)。這類系統(tǒng)的一個例子是通用電氣公司靜止勵磁系統(tǒng)，通常稱為SCT-PPT或SCPT系統(tǒng)。圖 13

33、 ST2A型復(fù)勵整流器勵磁系統(tǒng)7.3 ST3A型勵磁系統(tǒng)模型圖 14 ST3A型帶磁場電壓控制環(huán)的電壓源或復(fù)勵可控整流器勵磁系統(tǒng)有些靜止勵磁系統(tǒng)利用磁場電壓控制環(huán)來線性化勵磁控制特性，如圖14所示，這也使輸出在電源限制到達(dá)前不受供電電源變化的影響。這類系統(tǒng)用了多種可控整流器設(shè)計：全晶閘管橋或半控橋，串連或并連配置。電源可能是機(jī)端供電或用電機(jī)內(nèi)繞組的電壓源，有些設(shè)計中利用機(jī)端電壓和電流的復(fù)合功率源。這類功率源用電機(jī)機(jī)端電壓和電流的相量綜合表示，并在模型中用適當(dāng)?shù)膮?shù)代入。為這類系統(tǒng)提供的勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器是一個串連在電壓調(diào)節(jié)器的滯后一領(lǐng)前單元，用時間常數(shù)TB和TC表示。磁場電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)環(huán)，包括增益

34、KM和KG，時間常數(shù)TM，這個環(huán)比起本標(biāo)準(zhǔn)中描述模型的3HZ上限的帶寬要寬。為了研究目的，時間常數(shù)TM可以增加，能保留在3Hz時所要求的精度同時，消除了要極短計算增量的需要。整流器負(fù)荷和換相效應(yīng)的計算在附錄D中有討論，VBmax限制由功率元件飽和水平確定。這類系統(tǒng)包括通用電氣公司的復(fù)勵源GENERREX和電壓源GENEREX勵磁系統(tǒng)。8、 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器是通過勵磁控制來加強(qiáng)對電力系統(tǒng)振蕩的阻尼，常用的輸入有軸速，機(jī)端頻率、功率，當(dāng)用頻率作為輸入時，正常應(yīng)是機(jī)端頻率，但在某些情況，可能利用仿真電機(jī)電抗后頻率（在許多研究中，相當(dāng)于軸速），下面提供的穩(wěn)定器模型，一般講在工作區(qū)頻率響應(yīng)的

35、范圍內(nèi)是和勵磁模型是一致的。它們不能用于正常超過3Hz的不穩(wěn)定控制方式的研究。穩(wěn)定器參數(shù)應(yīng)和規(guī)定的穩(wěn)定器輸入信號類型一致，不同輸入信號的穩(wěn)定器參數(shù)，在提供類似的阻尼特性，看起來可能十分不同，對抽水蓄能機(jī)組，穩(wěn)定器可運(yùn)行在發(fā)電或抽水方式，但在2種運(yùn)行方式，通常要求用不同的參數(shù)。8.1 PSS1A型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 圖15表示了 廣義形式的單輸入的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，一些常用的穩(wěn)定器輸入信號VSI是轉(zhuǎn)速、頻率和功率。T6用于表示了變送器時間常數(shù)，穩(wěn)定器增益KS，信號沖洗(Washout 隔直)由時間常數(shù)T5設(shè)置。下一方塊中A1和A2允許高頻扭振濾波器（有些穩(wěn)定器用）的一些低頻效應(yīng)被計入。如無此用途，如果

36、需要，該方塊可用來幫助形成穩(wěn)定器增益和相角特性，隨后的2個方塊可允許2級領(lǐng)前一滯后補(bǔ)償，用常數(shù)T1到T4設(shè)置。圖 15 PSS1A型單輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器穩(wěn)定器輸出可用不同的方法來限制，圖15上沒能都表示出，這個模型只表示了簡單的穩(wěn)定器輸出限制Vstmax和Vstmin。有些系統(tǒng)，如發(fā)電機(jī)端電壓偏移出規(guī)定的帶外，穩(wěn)定器的輸出便被移走，如同表示在圖19中的DEC3A附加斷續(xù)的勵磁控制模型。在另一些系統(tǒng)，穩(wěn)定器輸出受限于發(fā)電機(jī)端電壓，如包括在圖17的DEC1A模型的函數(shù)。穩(wěn)定器的輸出VST是附加繼續(xù)控制模型的輸入，當(dāng)不用斷續(xù)控制模型時VS=VST。8.2 PSS2A型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器圖16的穩(wěn)定器模型

37、是用來表示多種雙輸入穩(wěn)定器，通常用功率和轉(zhuǎn)速或頻率來導(dǎo)出穩(wěn)定信號。圖 16 PSS2A型雙輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器特別是這個模型可用來代表二種不同類型的雙輸入穩(wěn)定器的實(shí)現(xiàn)，說明如下：（1） 穩(wěn)定器在系統(tǒng)振蕩頻率范圍內(nèi)起著電功率輸入穩(wěn)定器。這些用轉(zhuǎn)速或頻率輸入來產(chǎn)生等效機(jī)械功率信號，使總信號對機(jī)械功率變化不敏感。（2） 用轉(zhuǎn)速（或頻率）和電功率綜合信號的穩(wěn)定器。這些系統(tǒng)通常直接用轉(zhuǎn)速（即沒有相位領(lǐng)前補(bǔ)償）加上一個和電功率正比的信號來得到所需的穩(wěn)定信號形狀。當(dāng)同樣的模型用上述2種類型雙輸入穩(wěn)定器，對等效的穩(wěn)定作用，模型中用的參數(shù)會差別很大。對每個輸入，2個沖刷可被表示（TW1到TW4）連同變送器或積分時

38、間常數(shù)（T6，T7）對第一類雙輸入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器K3正常為1，而K2為T7/2H，H是同步電機(jī)慣性常數(shù)。VSI1正常代表轉(zhuǎn)速或頻率，而VSI2代表功率信號，指數(shù)N（至4的整數(shù)）和M（至2的整數(shù)）允許表示成“斜坡跟蹤”和較簡單的濾波器特性。相位補(bǔ)償由2級領(lǐng)前滯后，或滯后領(lǐng)前方塊T1至T4提供，輸出限制的選擇和在PSS1A模型中的類似。許多類型研究中，適當(dāng)參數(shù)的單輸入PSS1A模型可用來代替雙輸入PSS2A模型。9、 附加（補(bǔ)充）斷續(xù)勵磁控制 在某些特殊的系統(tǒng)配置，帶端電壓連續(xù)勵磁控制和電力系統(tǒng)穩(wěn)定的調(diào)節(jié)器輸入信號，不能保證充分挖掘勵磁系統(tǒng)改善（電力）系統(tǒng)穩(wěn)定的潛力。對這些情況斷續(xù)勵磁控制信號可用

39、來加強(qiáng)大瞬態(tài)擾動后的穩(wěn)定，見5，10和13。9.1 DEC1A型斷續(xù)勵磁控制DEC1A型斷續(xù)勵磁控制模型如圖17所示，它用于表示一個電路，使系統(tǒng)故障后，立即將發(fā)電機(jī)勵磁提高到大于電壓調(diào)節(jié)器和穩(wěn)定器要求的水平。這類電路已被用在許多由母線供電的靜止勵磁（ST1A）大型同步發(fā)電機(jī)上，它加一個正比于轉(zhuǎn)子角（功角）的信號到端電壓和電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號上，這功角信號在瞬態(tài)時期只用2秒，因連續(xù)使用它會使穩(wěn)態(tài)不穩(wěn)。這樣控制的目的是在功角搖擺到最大值前保持磁場電壓，從而端電壓高值，這個控制特別用在例如瞬態(tài)下，本地和地區(qū)間振蕩都存在時，這時不然本地方式的回擺將在功角擺動到達(dá)真正幅值前，使勵磁離開頂值，過大的端電壓可用

40、端電壓限制器電路來防止。這個斷續(xù)控制的效果，除增加發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和氣隙功率外，還用來提高系統(tǒng)電壓水平和負(fù)荷功率，從而有利于機(jī)組的減速。如圖17所示轉(zhuǎn)速（或相當(dāng)?shù)模㏄SS信號在正常運(yùn)行情況下提供了連續(xù)控制以保持靜態(tài)穩(wěn)定，用于斷續(xù)控制的正比于同步電機(jī)功角變化的信號是從速度信號積分得到，它不是一個完美的積分器，亦即此信號以時間常數(shù)TAN復(fù)位。速度信號積分只在嚴(yán)重的系統(tǒng)故障后進(jìn)行，如果滿足下述條件，繼電器觸點(diǎn)S1將閉合：1) 端電壓降超過預(yù)置值2)調(diào)節(jié)器輸出為頂值；3)轉(zhuǎn)速上升高于預(yù)置值；繼電器觸點(diǎn)S1在下述條件之一斷開：1） 轉(zhuǎn)速變化降到低于閥值；2） 調(diào)節(jié)器輸出離開頂值。之后積分器方塊的輸出以時間

41、常數(shù)TAN指數(shù)衰減。為滿意地應(yīng)用此斷續(xù)勵磁控制電路，用快作用端電壓限制器是重要的。雙元電壓限制器用來提供快速響應(yīng)，和高度安全，沒有激起軸扭振的危險。圖17 DEC1A帶雙向端電壓限制器的斷續(xù)勵磁控制器瞬態(tài)勵磁上升限制器之一是快作用的，和用帶限制發(fā)電機(jī)端電壓閥值的離散或開關(guān)式控制。第2個限制器是連續(xù)控制和慢作用的，但限制到較低端電壓。經(jīng)起始延時后從第1限制器接管端電壓控制，并限制端電壓到可能由PSS或DEC控制引起的持續(xù)過勵情況下的較低值。如機(jī)組因任何原因連續(xù)沖撞此限制，慢作用限制器用廢棄離散限制器的作用，來阻止其固有動作引起的持續(xù)機(jī)端電壓和隨之而來的功率振蕩，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸出VST，端電壓

42、限制器和功角信號的綜合，并加上總的限制后的新信號VS，接到電壓調(diào)節(jié)器的相加點(diǎn)。9.2 DEC2A型斷續(xù)勵磁控制圖18表示了DEC2A型斷續(xù)勵磁控制的模型，本系統(tǒng)由遠(yuǎn)方發(fā)生的觸發(fā)器信號引發(fā)，通過開環(huán)控制提供瞬態(tài)勵磁上升。觸發(fā)器激起一幅值階躍VK，后者可用小時間常數(shù)TD1來調(diào)節(jié)。帶時間常數(shù)TD2的高通濾波器方塊產(chǎn)生一衰減脈沖，使發(fā)電機(jī)端電壓，從而使系統(tǒng)電壓短時上升，如端電壓超過規(guī)定水平，限制器凍結(jié)濾波器方塊的輸出，當(dāng)端電壓降至低于此水平，輸出將被釋放，而濾波器方塊輸出降到低于它的值，在輸出被凍結(jié)時（用數(shù)字邏輯的無沖擊挾緊）這個瞬態(tài)勵磁上升在大古力第三電廠實(shí)現(xiàn)過，它是由太平洋3100MW高壓直流聯(lián)絡(luò)

43、線中斷引發(fā)的控制 見文獻(xiàn)13，對這個擾動地區(qū)間模式搖擺中心離電廠約1300公里，而正常電壓調(diào)節(jié)器磁場上升是最小的。圖 18 DEC2A型斷續(xù)勵磁控制器開環(huán)瞬態(tài)勵磁上升9.3 DEC3A型斷續(xù)勵磁控制有些系統(tǒng)，穩(wěn)定器輸出在嚴(yán)重故障后立即從調(diào)節(jié)器斷開，防止穩(wěn)定器在第一搖擺期間和電壓調(diào)節(jié)器競爭，在DEC3A模型中如果端電壓降低于設(shè)定值VTmin（見圖19）斷開穩(wěn)定器輸出S1一定的時間TDR。圖 19 DEC3A斷續(xù)勵磁控制器穩(wěn)定信號暫時中斷10、 文獻(xiàn)B1ANSI C34.2-1968（已撤回）半導(dǎo)體功率整流器，美國國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐和要求；B2IEEE std 421.2-1990勵磁控制系統(tǒng)動態(tài)性能的

44、鑒別、試驗和評估指南。B3IEEE委員會報告“勵磁系統(tǒng)動態(tài)特性”IEEE Trans.PAS-92，1973 64-75頁。B4Witzke.R.L等“交流電抗對6相整流器電壓調(diào)節(jié)的影響”IEEE PAS-72，1953，244-253頁。附錄A 符號表A1 A2 PSS信號調(diào)節(jié)頻率濾波器常數(shù)EFD 勵磁機(jī)輸出電壓EFDN 反饋增益變化時的EFD值 (AC3A型)EFD1,EFD2 勵磁機(jī)飽和確定下的勵磁機(jī)電壓(直流勵磁機(jī)和AC5A型)ESC 速度變化參考值(DEC1A)FEX 整流器負(fù)荷因數(shù)，IN 的函數(shù)HV GATE(高值門) 帶2輸入，1輸出的模型塊，輸出電壓通常是2輸入中電壓高者。IF

45、D 同步電機(jī)磁場電流ILR 勵磁機(jī)輸出電流限制參考值IN 額定勵磁機(jī)負(fù)荷電流IT 同步電機(jī)機(jī)端電流KA 電壓調(diào)節(jié)器增益KAN 斷續(xù)式控制器增益(DEC1A型)KB 二級調(diào)節(jié)器增益KC 正比于換向電抗的整流器負(fù)荷因數(shù)KD 去磁因數(shù)，是交流勵磁機(jī)電抗的函數(shù)弋 有關(guān)自勵磁場的勵磁機(jī)常數(shù)KETL 端電壓限制器增益KF,KN 勵磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定器增益KG 磁場調(diào)節(jié)器內(nèi)環(huán)反饋增益常數(shù)(ST3A型)KH 勵磁機(jī)磁場電流反饋增益(AC2A型) 勵磁機(jī)磁場電流限制器增益(AC6A型)KI 電壓電路增益系數(shù)KLR 勵磁機(jī)輸出電流限制器增益KM 磁場調(diào)節(jié)器內(nèi)環(huán)正向增益常數(shù)(ST3A)KP 電壓電路增益系數(shù)KR 和調(diào)節(jié)

46、器及交流勵磁機(jī)磁場電源有關(guān)的常數(shù)(AC3A型) KS 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益(PSS1A型)KS1,KS2,KS3 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益(PSS2A型)KV 快速升/降接觸給定(DC3A型)LV GATE(低值門) 帶2輸入，1輸出模型塊，輸出電壓是2輸入的低值者M(jìn) 積分濾波器常數(shù)(PSS2A型)N 積分濾波器常數(shù)(PSS2A型)RC 負(fù)荷補(bǔ)償?shù)碾娮璺至縎EEFD1或EFD2 對應(yīng)勵磁機(jī)電壓 EFD的勵磁機(jī)飽和函數(shù)SEVE1或VE2 對應(yīng)勵磁機(jī)換向電抗后電壓 VE 的勵磁機(jī)飽和函數(shù)SE 勵磁機(jī)飽和函數(shù)TA,TB,TC,TB1,TC1,TK 電壓調(diào)節(jié)器時間常數(shù)TAN 斷續(xù)式控制器時間常數(shù)(DEC1A型

47、)TD1 斷續(xù)式控制器時間常數(shù)(DEC2A型)TD2 斷續(xù)式控制器洗出時間常數(shù)(DEC2A型)TDR 復(fù)位時間延遲(DEC3A型)TE 勵磁機(jī)時間常數(shù)，和勵磁機(jī)控制有關(guān)的積分速率TF 勵磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定器時間常數(shù)TF2,TF3 勵磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定器時間常數(shù)(AC5A型)TH,TJ 勵磁機(jī)磁場電流限制器時間常數(shù)TK 調(diào)節(jié)器領(lǐng)前時間常數(shù)(AC6A型)TM 磁場調(diào)節(jié)器內(nèi)環(huán)正向時間常數(shù)(ST3A型)TR 調(diào)節(jié)器輸入濾波器時間常數(shù)TRH 變阻器滑行走時間(DC3A型)TW1,TW2,TW3,TW4,TW5 PSS 和DEC洗出時間常數(shù)T1,T3 PSS領(lǐng)先補(bǔ)償時間常數(shù)T2,T4 PSS滯后補(bǔ)償時間常數(shù)T5

48、PSS洗出時間常數(shù)T6,T7 PSS變送器時間常數(shù)T8 PSS濾波器時間常數(shù)VA 調(diào)節(jié)器內(nèi)電壓VAL 調(diào)節(jié)器電壓參考值(DEC1A型)VAN 內(nèi)部信號(DEC1A型)VB 可用的勵磁機(jī)電壓VC 端電壓變送器和負(fù)荷補(bǔ)償單元輸出VC1 正比于要補(bǔ)償端電壓的信號VD 斷續(xù)控制器內(nèi)電壓(DEC2A型)VE 勵磁機(jī)換向電抗后電壓VE1,VE2 飽和確定時交流勵磁機(jī)換向電抗后輸出電壓VEER. DC3A型模型電壓誤差信號VF 勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出VFE 正比于勵磁機(jī)磁場電流的信號VFELIM 勵磁機(jī)磁場電流限制器的參考信號VG 內(nèi)環(huán)電壓反饋VH 勵磁機(jī)磁場電流反饋信號VI 電壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部信號VK 斷續(xù)控制器

49、輸入?yún)⒖贾?DEC2A型)VM 對應(yīng)於可控硅觸發(fā)角命令的整流橋輸出因數(shù)(ST3A)VN 輸入變量反饋率VO,VP 限制器信號(DEC1A型)VOEL 過勵限制器輸出(AC1A,AC2A,ST1A型) VR 電壓調(diào)節(jié)器輸出VRH 由變阻器設(shè)定的電壓VREF 電壓調(diào)節(jié)器參考電壓，(滿足起始條件確定)VS 在任何(如假定端電壓和參考信號標(biāo)么制的單位相當(dāng)于端電壓)限制或開閉后，綜合電力系統(tǒng)穩(wěn)定器和斷續(xù)控制的輸出VSI,VSI1,VSI2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸入(軸速、功率或頻率偏差)VST 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出(等值於端電壓的標(biāo)么值)VT 同步電機(jī)端電壓VTM,VTN 電壓限制(DEC1A型)VTMIN 低

50、端電壓比較電平(DEC3A型)VTC 端電壓電平參考值VUEL 欠勵限制器輸出VX 正比于勵磁機(jī)飽和的信號XC 負(fù)荷補(bǔ)償電抗分量XL 和電壓源有關(guān)的電抗p 電壓電路的相角(度)附錄B 標(biāo)么制在系統(tǒng)研究中同步電機(jī)電流和電壓用標(biāo)么制變量表示，這里用的標(biāo)么制中，定義額定電壓為同步電機(jī)端電壓的一單位，同步電機(jī)額定電流為一單位，一單位發(fā)電機(jī)磁場電流對應(yīng)著產(chǎn)生氣隙線上同步電機(jī)額定電壓的磁場電流，產(chǎn)生此磁場電流的電壓便是單位磁場電壓。勵磁系統(tǒng)模型和同步電機(jī)模型在定子端及磁場兩處接口，和電壓調(diào)節(jié)器輸入的標(biāo)么制同步電機(jī)端電壓相加的信號，必須在同一基礎(chǔ)上。勵磁機(jī)輸出電流必須用同步電機(jī)磁場電流基值的標(biāo)么制，勵磁機(jī)輸

51、出電壓必須用同步電機(jī)磁場電壓基值的標(biāo)么制。注意這些磁場電流和電壓基值，可能和同步電機(jī)模型內(nèi)部用的不同，在接口處要對這2個量作基值轉(zhuǎn)換。 在這個標(biāo)么制中，磁場電壓基值直接和磁場電阻基值有關(guān)，磁場繞組參考溫度在ANSIC50,10-19771中根據(jù)絕緣等級確定，在IEEE Std421.1-19864中，為計算磁場電阻基值確定了2個溫度(75C和100C)，這里是和溫升有關(guān)，而不是絕緣等級。 為了模擬目的應(yīng)規(guī)定電阻基值，和假定計算時的溫度。允許用IEEE Std.115-19833中的方程在任何要求的溫度下、重算新的電阻基值。 在過去，曾用幾個不同的基值來歸一化調(diào)節(jié)器輸出電壓，本質(zhì)上性能相同的、類

52、似的勵磁系統(tǒng)，取決于基值的選擇，可能有十分不同的參數(shù)。附錄C 勵磁機(jī)的飽和和負(fù)荷效應(yīng)勵磁機(jī)飽和函數(shù)SEEFD 定義為因飽和引起單位勵磁機(jī)輸出電壓下勵磁機(jī)勵磁電流增長的倍數(shù)，圖C-1解釋了SEEFD的具體值計算。在給定的勵磁機(jī)輸出電壓下A,B,C分別定義為產(chǎn)生這個輸出電壓時，在常電阻負(fù)荷下飽和曲線、氣隙線和空載飽和曲線上所需的勵磁機(jī)勵磁。常電阻負(fù)荷下飽和曲線是用來定義所有直流勵磁機(jī)，和由簡化AC5A模型代表的交流勵磁機(jī)的SE.，代表帶負(fù)荷的飽和SEEFD由下式給出 SEEFD= (A-B)/B注意當(dāng)勵磁機(jī)磁場電阻和勵磁機(jī)基值電阻差得很大時，必須用文獻(xiàn)7中附錄A的說明對SE 調(diào)整?？蛰d飽和曲線用來定義了(除AC5A型外)交流勵磁機(jī)-整流器勵磁系統(tǒng)的SE,在這里SEVE 有 SEVE =(C-B)/B對交流勵磁機(jī)-整流器勵磁系統(tǒng)用空載飽和曲線，是因在模型中勵磁機(jī)的調(diào)節(jié)效應(yīng)己包括在去磁因數(shù)KD ，和換相電抗壓降的計算中(附錄D)。勵磁機(jī)飽和特性的表示，不同的計算機(jī)程序用不同的數(shù)學(xué)表達(dá)式。通常飽和曲線用2個點(diǎn)足以確定。為了一致起見，建議確定2