1 电压控制
励磁自动控制系统担负了维持电压水平的任务
GEW
U EF I EF
Xd
I G
G
I U G G
等值
E q
U G
Eq cos G U G I Q X d
cos G 1
U jI X E q G G d
E q
jI G X d

Eq U G I Q X d
2 动态不稳定性
3 暂态不稳定性
拜金利及金巴克主 编论文集《大规模 电力系统稳定性》
大扰动后发电机在第一摇摆失步
静态/动态稳定性定义及理解出现了混乱
1981年在IEEE PES Winter Meeting重新对电力系统稳定性进 行定义
1 静态稳定性/小扰动稳定性
所加干扰足够小，可以用系统的 线性化方程来描述系统过渡过程 当系统受到小的干扰后，系统会达到与受干扰前相同或接近的运行状态 所加的干扰使得不能用系统的线 性化方程来描述系统过渡过程
概述
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第一节
概述
同步发电机的运行特性与它的空载电动势Eq值的大小有关， 而Eq值是发电机励磁电流的函数。改变励磁电流就可以影响同 步发电机在电力系统中的运行特性。 电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要 影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率分配。
在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致电力 系统稳定水平下降，为此，当电力系统故障时，要 求发电机迅速增大励磁电流，以维持电网的电压水 平及稳定性。
同步发电机励磁自动控制系统
主要内容
1、同步发电机励磁控制系统的任务
（1）电压控制 （2）控制无功功率 （3）提高同步发电机并列运行的稳定性
（4）改善电力系统的运行条件
（5）水轮发电机强行减磁
2、对励磁系统的基本要求 3、同步发电机的励磁系统的各种类型及其 结构和特点
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第一节
2 控制无功功率分配—多台发电机并 联运行 并联发电机组无功功率分配取决
I Q1
G G
I Q2
IQ
于各发电机的外特性，曲线越平 坦的机组其无功电流的增量越大
UG
通常希望发电机组间的无功功率 分配按照机组容量大小比例分配 单纯把并联所有机组的外特性 做成相同是不可能的
G2
UM1 UM 2
调节励磁可以任意改变 外特性曲线的斜率以达 到合理分配无功的目的。
I G cos K1
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2 控制无功功率分配—与无穷大母线并联运行
发电机励磁电流变化只是改变了机组的 无功功率Q和功率 角δ值的大小。
U G = 常数
G
I G
与无穷大母线并联运 行的机组，调节励磁 电流就可以改变发电 机的无功功率。
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频率稳定性
电压稳定性
大干扰电压 稳定性
大干扰功角 稳定性
小干扰电压 稳定性
短期稳定性 短期稳定性
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短期稳定性 长期稳定性
长期稳定性
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电力系统稳定性的定义与分类
负荷无功电流
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Байду номын сангаас
2 控制无功功率分配—与无穷大母线并联运行
U G = 常数
单机无穷大系统
G
I G
发电机发出的有功功 率只受调速器控制
PG U G I G cos const.
PG EqU G Xd sin const.
E q sin K 2
负荷的无功电流是造成Eq,UG 之间幅值差的主要原因 I Q
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I P
G
jI Q X d U G
I G
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1 电压控制
励磁自动控制系统就是通过不断的调节励磁电流来 维持发电机端电压为设定值的 同步电机外特性 机端电压 励磁电流
注：改变发电机的励 磁电流一般都不直接在 发电机的转子回路中进 行，而是改变励磁机的 励磁电流的方法来达到 调节目的。原因是转子 回路的电流很大，不易 直接调整。
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一 同步发电机励磁控制系统的任务
1、电压控制(调压精度0.5%) 2、控制无功功率分配 3、提高同步发电机并联运行的稳定性 4、改善电力系统的运行条件
改善异步电动机的自启动条件 为发电机异步运行创造条件
提高继电保护装置工作的正确性
5、水轮发电机组要求实行强行减磁
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3 提高同步发电机并联运行的稳定性
电力系统稳定性的定义与分类
在20世纪60年代及以前
1 静态稳定性 2 动态稳定性
系统受到小扰动后保持所有运行 参数接近正常值的能力
系统受到大扰动后，系统参数恢 复到正常值的能力
出现了自动再同期现象——发电机在失去同步后经过较短时间的 异步运行又自动牵入同步，主系统仍然能够保持同步
2 暂态稳定性/大扰动稳定性
当系统遭受到干扰后，系统可以达到一个可以接受的稳定运行状态
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电力系统稳定性的定义与分类
2004年8月，IEEE发表了CIGRE第38委员会与IEEE系统动态行 为委员会联合小组制定的电力系统稳定性分类及定义
电力系统稳定性
功角稳定性
小干扰功角 稳定性
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DIQ2
DIQ 1
G1
IQ1 IQ 2
IQ2
IQ1
IQ
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2 控制无功功率分配—名称说明
我国在1953年以前把调整同步发电机励磁电流的自 动装置成为“自动调压器”，
1953年后又改称为“自动励磁调节器”，现在又有 重称为自动调压器的趋势。
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同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功率的 合理分配、提高电力系统运行的可靠性方面均起到十分重要的 作用。
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励磁自动控制系统
向同步发电机转 子提供直流电流 根据输入信号和给定的调节 准则控制励磁功率单元的输出
励磁 功率单元
G
发电机
电力系统
励磁调节器
输入信息
由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成了 反馈控制系统。
1 静态稳定性 2 动态稳定性 3 综合稳定性
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小扰动小变速运行状态
1954年苏联学 者维.柯.维尼柯 大扰动小变速运行状态 夫《电力系统 大扰动大变速运行状态 机电过渡过程》
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电力系统稳定性的定义与分类
1 静态不稳定性
功角过大而失步（滑行失步） 1974年美国学者 大小扰动引起的振荡失步