一种励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法，根据同步电机静态功角最大值δmax，按照公式计算得到最小励磁电流限制器的内电势控制目标参考值Eqref，其中P为同步电机有功功率测量值，xd为同步电机d轴电抗，xq为同步电机d轴电抗，U为同步电机机端电压参考值；同时根据公式计算实时状态的内电势Eq值；按照控制目标Eqref进行闭环控制，使实时状态的Eq值达到Eqref，实现最小励磁电流限制的控制。本发明可提高最小励磁电流限制器的控制性能，加强励磁系统对电力系统稳定的支撑作用。
【专利说明】
-种励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法，属于电机励磁控制
技术领域。
【背景技术】
[0002] 对于同步发电机，随着全国电网互联的实施，电网规模不断扩大，大容量、超高压、 远距离输电系统日益增多，因而电网的稳定运行问题变得越来越复杂，电励磁系统是控制 发电机无功功率的关键环节，对发电机动态行为有很大影响。
[0003] 随着励磁控制技术的进步，现代大型机组的励磁控制系统具有多项辅助功能，除 主环机端电压控制外，还有许多辅环控制环节，例如转子电流控制、调差、伏赫兹限制、欠励 限制、过励限制、过无功限制、PSS(电力系统稳定器)等。主要用来保护发电机转子和定子的 安全。
[0004] 考虑到励磁控制系统可能运行在手动方式下，通常为了保证发电机具有低功率因 数运行的能力，W便能够在电网有功比较充足而无功比较过剩的情况下能够吸收足够的无 功，稳定发电机的机端电压，进而防止网压过高，一般励磁电流设定值的下限不可能定得太 高，运样在发电机带有额定的有功功率时，如果发电机手动运行时的励磁电流设定值达到 下限，将导致同步发电机因缺少同步转矩而失去同步的能力后进入异步状态，而一般同步 发电机不具备带较大的有功异步运行的能力，如果长期如此运行将导致发电机转子表面乃 至发电机转子发热严重而损坏，所W发变组中的失磁保护将动作并引起跳机事故。即提出 的手动调节范围的设定只是考虑了实际运行的需要而作的一种较弱的约束。为了保证励磁 控制系统不会因为运行人员的误操作；W及因为励磁控制器自身在异常工况下的调节过于 猛烈、无功测量错误;或者因为电网突甩无功负荷而导致发电机深度进相，且励磁控制系统 的调节速度又不够快时，导致发变组失磁保护动作，也为保证发电机在短暂异步运行状态 下有足够的回复同步到转矩，仅设置正常的手动调节范围是远远不够的，最好的办法是在 励磁控制器限制器的倒数第二级增加具有较高级别的最小励磁电流限制器。
[0005] 目前实现最小励磁电流限制的方法主要W电流闭环的实现方式为主，最小励磁电 流参考值的整定较为复杂，同时电压、电流闭环控制的切换方面容易出现失控。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种励磁系统中最小励磁电流限 制器的实现方法，解决现有技术中同步电机励磁系统最小励磁电流限制器定值不易整定， 控制过程易引起励磁电流振荡的技术问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种励磁系统中最小励磁电 流限制器的实现方法，包括如下步骤：
[000引步骤一:根据同步电机静态稳定功角最大值Smax，同步电机实时状态的有功功率 测量值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电抗Xd、q轴电抗Xq，按照公式（1)得到最小励磁电 流限制的内电势参考值Eqref :
[0009]
(1)
[0010] 步骤二:根据同步电机有功功率实时测量值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电 抗Xd，无功功率测量值Q，按照公式(2)得到实时状态的内电势Eq值；
[0011]
(2)
[001^ 步骤立:按照计算所得的最小励磁电獅良制内电势参考值Eqref和实时状态的同步 电机内电势Eq值，对同步电机进行励磁系统闭环控制，使同步电机内电势Eq值达到最小励 磁电流限制内电势参考值Eqref，实现最小励磁电流限制的控制。
[0013] 最小励磁电流限制器输入电压调节器的方式可W采用在最小励磁电流限制器动 作后由电压或电流闭环切换到内电势Eq闭环，也可W将最小励磁电流限制器的输出叠加到 电压调节器参考电压上。
[0014] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果:本发明可提高最小励磁电流限制器 的控制性能，加强励磁系统对电力系统稳定的支撑作用，不仅可应用于同步发电机，也可应 用于同步电动机，具有易于整定、控制性能优良优点。
【附图说明】
[001引图1是本发明中的最小励磁电流限制器的方法实例图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0017]如图1所示，最小励磁电獅良制器的方法实例图，其中Smax为同步电机静态稳定功 角最大值，U为机端电压测量值，P为有功功率测量值，Q为无功功率测量值，xd为同步电机d 轴电抗，Eqref为最小励磁电流限制器的内电势控制目标参考值，Eq为同步电机实时状态的 内电势值。W同步同步电机励磁控制为例进行说明。
[0018] 步骤一:根据同步电机静态稳定功角最大值Smax，同步电机实时状态的有功功率 测量值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电抗xd、q轴电抗xq，按照公式（1)得到最小励磁电 流限制的内电势参考值Eqref:
[0019]
：(1)
[0020] 步骤二:根据同步电机有功功率实时测量值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电 抗Xd，无功功率测量值Q，按照公式(2)得到实时状态的内电势Eq值；
[0021]
(2)
[0022]步骤按照计算所得的最小励磁电流限制内电势参考值Eqref和实时状态的同步 电机内电势Eq值，对同步电机进行励磁系统闭环控制，使同步电机内电势Eq值达到最小励 磁电流限制内电势参考值。将最小励磁电流限制内电势参考值Eqref与实时状态的同步电机 内电势Eq值比较，得到最小励磁电流限制器的输出。最小励磁电流限制器输入电压调节器 的方式可W有多种选择，可W采用在最小励磁电流限制器动作后由电压或电流闭环切换到 内电势Eq闭环，也可W将最小励磁电流限制器的输出叠加到电压调节器参考电压上。
[0023] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变形，运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一:根据同步电机静态稳定功角最大值3max，同步电机实时状态的有功功率测量 值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电抗xd、q轴电抗xq，按照公式（1)得到最小励磁电流限 制的内电势参考值Eqrrf:⑴ 步骤二:根据同步电机有功功率实时测量值P，机端电压测量值U，同步电机d轴电抗Xd， 无功功率测量值Q，按照公式(2)得到实时状态的同步电机内电势Eq值；⑵ 步骤三:按照计算所得的最小励磁电流限制的内电势参考值Eqrrf和实时状态的同步电 机内电势Eq值，对同步电机进行励磁系统闭环控制，使同步电机内电势Eq值达到最小励磁 电流限制内电势参考值Eqrrf，实现最小励磁电流限制的控制。2. 根据权利要求1所述的励磁系统中最小励磁电流限制器的实现方法，其特征在于，最 小励磁电流限制器输入电压调节器的方式可以采用在最小励磁电流限制器动作后由电压 或电流闭环切换到内电势Eq闭环，也可以将最小励磁电流限制器的输出叠加到电压调节器 参考电压上。
【文档编号】H02P6/28GK105871269SQ201610250380
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】杨铭, 许其品, 朱宏超, 邵宜祥
【申请人】国电南瑞科技股份有限公司