武汉能事达励磁调节器说明

(2-9) (2-10) Pe VR IR VI II Qe VR II VI IR

2.3.2 脉冲形成技术

IAEC-2000微机励磁控制器主控制器板和智能脉冲形成板由两块完全一致的SCT-9809工控机模板组成，智能脉冲形成板主要功能是根据阳极电压同步点和主控制器板送出的控制角输出要求的控制脉冲(+A，-C，+B，-A，+C，-B六相脉冲)，同时完成控制脉冲的检测任务。

同步信号经滤波整形形成方波后送入DSP中断接口INT0、INT1和INT2，中断程序完成移相及脉输出任务，如下图所示。比如当前的上升沿时刻为T2，前一上升沿时刻为T1，则同步信号的周期则为T=T2－T1，此周期应对应于3600的脉冲。假设此时计算机要发出控制角为α，则应该相对于过零点时刻（T1或T2）延时Tα后发出+A脉冲，再延迟600相对应的时间T60后发-C，再延迟T60后发出+B， ，如此类推。计算机只需设定每个脉冲产生的时刻即可。。这种的脉冲产生方式非常简单自然，硬件、软件均很简单，产生的脉冲可靠性高。

-B -C +A INT T

360 T2 T1 ，T60 60 T2 T1 360(2-11)

2.4 励磁控制规律

比例—积分—微分（PID）控制是依据古典控制理论的频域法进行设计的，该设计方法成熟可靠，并有大量的应用经验，对于改善发电机的电压静态、动态性能，PID控制规律完全可以满足要求。但若要同时改善电力系统的低频振荡、提高电力系统静态、暂态稳定性，则必须依赖于更先进的控制规律。PID控制的传递函数如下：

武汉能事达励磁调节器说明

(2-12) 1 T1S 1 1 G S KP 1 T2S TiS

比例系数（放大倍数）KP主要是为了提高控制系统的响应速度，减少静态偏差。T1是微分常数，T1与T2构成了不完全微分，微分的作用主要是改善控制系统的动态性能，比如减少超调量、减少振荡次数等。Ti是积分时间常数，积分的作用主要是消除静态误差。

2.4.1 电力系统稳定器

二十世纪50年代随着电力系统规模的扩大，以及长距离大负荷输电线路的出现，现加上大型发电机开始采用，由半导体励磁调节器和可控硅整流功率柜组成的快速励磁系统，使整个电力系统的阻尼不断减弱。当电力系统发生故障或受到其它扰动时，出现长时间低频率振荡，严重影响电力系统安全稳定运行。

二十世纪60年代美国西部系统，发生了低频振荡，在西欧、日本的电力系统中也不断出现。在我国二十世纪80年代初湖南西部系统凤淮—常德线故障跳开时，凤淮电厂出线产生低频振荡。1984年初，广东—九龙联络线投运后不久，发生多次0.45-0.5HZ低频振荡。1985年湖北系统葛洲坝电厂输出线路发生多次。之后我国电力系统又有发生低频振荡的报道，例如：湖北鄂西北水电群与华中系统公司等。

按低频振荡发生的频率，可以将低频振荡分为以下几种类型：

(1) 超低频振荡：低频振荡频率为0.017~0.08Hz；

(2) 典型的低频振荡：低频振荡频率为0.5~2Hz，振荡持续时间长；

(3) 次同步振荡：低频振荡频率为10~40Hz，是由于长距离输电线路中的串联电容补偿

引起。

为了提高电力系统阻尼，抑制低频振荡，1966年美国首次把电力系统稳定器（Power System Stabilizer，缩写PSS）投入工业试验，由于其原理清晰，实现简单，能有效抑制低频，其后迅速在世界各国得到推广应用。

4.1.1 单机无穷大系统线性化模型

研究低频振荡问题，一般首先采用单机无穷大系统，如图2-3所示。在该图中，发电机带有地区负荷，然后经输电线路与无穷大系统连接。

在建立线性代模型时，对发电机进行如下简化：

a) 忽略阻尼效应

b) 忽略定子绕组电阻

c) 不考虑定子绕组和负荷的动态过程

d) 不考虑饱和效应

这样同步发电机可用三阶微分方程描述，即励磁绕组一阶，转子运动方程两阶。经过推导，可以得到研究低频振荡用的子机无穷大系统线性化模型：