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改善发电机阻尼的励磁系统调差系数优化设计

发布时间:2019-10-06点击量:4

  0 引言 励磁系统调差系数是描述发电机外特性曲线的重要 参数,对于保证无功负荷的分配,补偿部分升压变压器 电抗以维持较高的电压水平起到积极作用[1~3]。由于调 差单元影响到励磁系统的控制环节,其参数的整定也会 对发电机的动态阻尼产生一定的影响[4~6]。目前国内外学者关于励磁调差系数对电力系统稳定 性影响方面做了一定的研究。文献[7,8]将调差系数引入 菲利蒲-海佛隆模型中,推导出附加调差引起的阻尼转 矩增量表达式来定量分析调差对系统阻尼的影响,研究 得出调差提供的阻尼增量,与发电机的运行工况、励磁 参数及线路参数有关;文献[9]采用特征值灵敏度分析 法,通过计算不同网络参数下系统特征值对调差系数的 灵敏度大小来研究调差对阻尼的影响。以上分析方法认 为调差对阻尼的影响趋势受到系统参数和运行工况等多 种因素的影响,但对于如何整定调差系数没有提出有效 的设计方法。本文首先建立含调差单元的单机无穷大线性化模 型,由调差引入前系统的闭环特征根计算系统无阻尼机 械振荡频率,并依据调差引入前后无阻尼振荡频率不变 性,选择期望的阻尼比重新配置系统的闭环极点,将新 配置的极点代入状态方程求解相应的调差系数,即为调 差系数的最优值。最后,通过具体算例整定调差参数, 并在MATLAB中进行仿真验证优化后的调差系数对低 频振荡的抑制效果。 1 含调差单元的单机无穷大系统模型发电机采用为状态变量的三阶实用模 型[10],如下所示: (1) 为便于计算,将式(1)表示为: (2) 考虑励磁调节作用,则有: (3) 收稿日期:2018-04-27 基金项目:河南省控制工程重点学科开放实验室(KG2016-19)作者简介:段俊东(1969 -),男,副教授,博士,研究方向为电力系统稳定、煤矿供电系统与配电网分析、中低压 防雷等。 第40卷 第11期 2018-11 【69】

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