同步发电机灭磁保护技术综述

同步发电机灭磁保护的关键技术是断流技术和消磁技术，灭磁保护的快速性和安全可靠性取决于磁场断路器和吸能限压元件的性能，冗余灭磁保护系统具有更高的可靠性。     

交流灭磁探讨

本文对发电机整流励磁系统交流侧开断灭磁方式进行探讨,介绍了交流灭磁的条件、工况、优点、可靠性试验及与直流侧武断灭磁的比较。     

溪洛渡水电站左岸励磁系统灭磁回路工作原理及设计

阐述了溪洛渡水电站左岸励磁系统灭磁回路的工作原理,以及在正常停机和事故停机时,灭磁回路的工作流程。根据相关技术规范要求,结合发电机组具体参数要求,对灭磁回路的交、直流磁场断路器、灭磁电阻进行了设计和计算,从理论上证明了灭磁回路设备选型的正确性。     

磁场断路器配用灭磁电阻的选择

介绍了同步发电机灭磁电阻的选择原则，在阐明磁场断路器正确换流必要条件的前提下，分别介绍线性灭磁电阻的阻值和容量，以及非线性灭磁电阻残压和能容量的选择方法。     

灭磁仿真计算与灭磁回路性能参数校核分析

详细分析了线性电阻、SiC非线性电阻和ZnO非线性电阻的特性,针对采用自并励励磁系统的600MW汽轮发电机进行空载误强励和机端三相短路灭磁仿真,得到了不同类型灭磁电阻配置下的发电机灭磁时间、最大转子电压和灭磁能量的区别。结合仿真结果,分析计算了灭磁开关断流能力、灭磁开关弧压和不同灭磁电阻特性对灭磁安全和灭磁速度的影响。提出了决定灭磁回路安全可靠性的几个重要参数及其校核方法的建议,为大型发电机组灭磁主回路设备选型校核提供参考。     

静态励磁系统的灭磁

以西部电厂2×330MW火力发电机组工程为例,对自并励静止励磁系统(静态励磁系统)灭磁的工程应用进行研究。本工程中,只能进行灭磁电阻灭磁。主要讨论交、直流磁场开关灭磁的差异,以及灭磁方式的工程应用等方面的问题。     

大型发电机组合灭磁方式

在广泛研究现有发电机灭磁方案的基础上,提出一种新型灭磁方案,即线性电阻加非线性电阻组合灭磁.仿真结果表明,该方案克服了线性灭磁速度慢的缺点,同时提高了使用纯非线性ZnO电阻灭磁的可靠性并因此减少了维护工作量.该灭磁方案已被采用到600 MW火电机组中.     

三峡工程水轮发电机组灭磁方案研究

三峡水轮发电机组单机达700MW，是目前世界上最大的水轮发电机组，采用传统的直流灭磁方式，其灭磁开关及碳化硅(SiC）灭磷电阻在国际市场上的生产厂家越来越少，备品比较困难，尽管灭磁开关采用8断口串联、超大型结构，但误强励时仍不能保证足够的孤压，断口存在不同期性、跳跃问题。交流侧的真空开关不能保证可靠灭磁，灭磁元件采用的进口SiC电阻阀片没有国家标准和成熟的试验方法、价格较高。推荐三峡机组采用结构简单、维护量小、可靠性高的交流电压灭磁加熔丝换流后备灭磁的方案。该方案用交流电压灭磁新理论和在300MW机组运行5a多证明的成熟技术、市场普及的小型开关、国产氧化锌(ZnO)灭磁电阻元件解决上述问题。     

自并励励磁系统灭磁原理与工程应用

发电机励磁系统灭磁装置主要包括灭磁开关和灭磁电阻,机组的结构、容量、运行方式等差异,将导致所选配的灭磁器件型号及对应的操作回路有较大差异。通过工程实例计算说明的方式,对这种差异进行比较分析,可以更加明确不同种类的灭磁器件在工程实践中的设计要点,为合理选配励磁系统灭磁装置提供参考。     

同步发电机光控无刷励磁系统的研究

基于普通无刷励磁系统存在的问题，提出了一种新型同步发电机无刷励磁控制系统，即光控无刷励磁控制系统。它是在普通无刷励磁控制系统中用可控器件取代不可控的二极管整流，通过光电耦合形式实现对励磁电流的直接控制，并且利用MATLAB／Simulink仿真软件，分别对普通无刷励磁系统和光控励磁系统进行了建模、分析和仿真，并对仿真结果进行了比较。结果表明：光控励磁系统对于提高同步发电机的响应速度，改善电力系统的暂态和稳态性能有明显效果。     

Dual heuristic programming excitation neurocontrol for generators in a multimachine power system

The design of nonlinear optimal neurocontrollers that replace the conventional automatic voltage regulators for excitation control of turbogenerators in a multimachine power system is presented in this paper. The neurocontroller design is based on dual heuristic programming (DHP), a powerful adaptive critic technique. The feedback variables are completely based on local measurements from the generators. Simulations on a three-machine power system demonstrate that DHP-based neurocontrol is much more effective than the conventional proportional-integral-derivative control for improving dynamic performance and stability of the power grid under small and large disturbances. This paper also shows how to design optimal multiple neurocontrollers for nonlinear systems, such as power systems, without having to do continually online training of the neural networks, thus avoiding risks of neural network instability.     

Use of the homotopy method for excitation control of generators for multimachine power system

It is important to consider the stabilization problem for a large-scale power system. This paper uses a dynamic compensator based on observer theory such that desired poles are placed for a closed-loop multimachine power system. Since the system dimension is large, it is difficult to apply a conventional dynamic compensator method to an excitation control problem for a multimachine power system. The homotopy method is introduced to solve fundamental nonlinear equations which are required for observer synthesis. To show the effectiveness of the proposed method an excitation control of generators for a multimachine power system is considered. From the simulation result, it is shown that the present method is useful in stabilizing a multimachine power system.     

基于遗传算法的同步发电机模糊PID励磁控制器

在常规模糊比例、积分、微分PID(Proportional,Integral and Differential)励磁控制器基础之上．提出了一种利用遗传算法优化模糊控制器的量化因子和比例因子的同步发电机励磁控制器。介绍了同步发电机自动励磁系统及模糊PID励磁控制器的构成、模糊PID控制器的原理及作用．给出了用遗传算法优化模糊控制器的实现方法。进行了仿真研究,结果表明利用该方法设计的励磁控制器具有更好的动态特性和静态特性。     

大型发电机自并励系统强励倍数计算

本文对大型汽轮发电机自并励系统如何计算强励电压倍数进行了分析.计算表明,自并励系统以机端额定电压计算强励电压倍数,其暂态稳定及电压稳定的性能已相当于或优于交流励磁机整流器励磁系统,因此参考(2)规定以额定机端电压计算自并励系统的强励电压倍数.     

基于TPPW软件对大容量发电机装设出口断路器的技术经济分析

大容量发电机组装设出口断路器(CCB)可以提高电厂的可靠性,但也会增加初期投资,介绍了TPPW发电厂可靠性分析软件的原理和使用方法,并用其量化计算了某电厂不同规划方案的可靠性指标,结合投资与运行收益分析比较,得出装设GCB方案更为合理的结论.     

大型发电机自并励励磁系统多功率柜自动均流控制

开关电源并联系统常用的自动均流控制方法在自动电压调节器AVR(Automatic Voltage Regulator)开环模式下会大幅改变励磁电流静态值,故只能安全用于AVR闭环模式下。提出一种可在AVR开环模式下使用的均流控制器,通过重新选择平均电流法均流控制系统状态方程的输出向量．提高了平均电流法的稳定性。通过仿真实验和其他均流控制进行对比,结果表明：该控制器能降低对机端电压的静态和动态影响,并提高多功率柜励磁系统稳定性。     

考虑发电机性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法

发电机强励紧急控制配合具备高顶值电压的励磁系统,可充分发挥机组强励功能,改善电网暂态稳定性。发电机励磁系统通常按照统一标准设计,无法兼顾实际故障下机组能够发挥的不同调节性能。考虑调节性能差异性后对发电机实施差异化控制或差异化配置控制参数,可有效优化网源协调性。提出一种考虑机组性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法,利用系统暂态稳定裕度指标相对机组励磁顶值电压的灵敏度衡量不同临界机的调节性能,根据灵敏度大小对临界机组励磁顶值电压进行差异化配置。在修改的10机39节点交直流混联系统中,仿真研究表明:差异化配置励磁顶值电压能较好改善系统暂态稳定性,提升区域联络线输送功率,严重故障冲击下对系统暂态稳定性提升作用更显著。     

On parameter estimation for excitation control of synchronous generators

This paper deals with the problem of identification of the network parameters and the desired equilibrium in applications of excitation control for synchronous generators. Our main contribution is the construction of a new non‐linear identifier that provides asymptotically consistent estimates (with guaranteed transient bounds) of the line impedance and the equilibrium for the classical three‐dimensional flux‐decay model of a single generator connected to an infinite bus. This model is non‐linear, and non‐linearly parameterized, and the equilibria depend also non‐linearly on the unknown parameters. The proposed estimator can be used, adopting a certainty equivalent approach, to make adaptive any power system stabilizer that relies on the knowledge of these parameters. The behaviour of the scheme is illustrated in two simulated case studies with the interconnection and damping assignment passivity‐based controller recently proposed by the authors. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.