励磁培训3：励磁系统性能指标

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1、励磁系统的性能指标励磁系统的主要性能指标传递函数的基本概念励磁控制规律PID的构成及作用励磁控制规律对性能指标的影响励磁系统的主要性能指标《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》DL/T843－2003《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》DL/T650－1998《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》DL/T583-1995《同步电机励磁系统》GB/T7409—1997技术条件：AVR性能指标：调压范围：自动：10%~120%、手动：5%~130%调压精度：≤空载额定电压的0.1%调差范围：±30%，级差0.1％稳态增益：≥500倍暂态增益：≥40倍调压速度：0.3%~

2、1%额定空载电压/秒电压分辨率：≤0.05%额定空载电压V/F特性：不大于±0.25%额定空载电压/1HzAVR性能指标：励磁系统响应时间：上升值≤0.07s下降值≤0.12s电压响应比≥2.05%空载阶跃响应：超调量≤阶跃量10%震荡次数小于2次时间小于3秒100%零起升压：最大电压≤110%空载额定电压震荡次数小于2次时间小于5秒功率消耗：小于300W传递函数G(s)传递函数G(s):输入与输出的Laplace变换之比,将微分方程转化为代数方程来求解。传递函数G(s)----示例基本单元IEEE421.5励磁模型---AC1AHVGATELVGATEFEX=f［lN］VX=VESE［VE

3、］KEKDVCVREFVS+-+-VFVAMAXVUELVAMINVOELVRMAXVRMINVR+-VEEFDFEXINIFDVX++VFE++0励磁机软反馈励磁机保护环节前向通道等效BPA：FM、FN、FQPSS/E：ESAC1AIEEE421.5励磁模型---ST1AVTVRMAX-KCIFDVCHVGATEVIMAXVIMINHVGATELVGATEVSVUELVUELVSVREFVFVIVUEL+-+-VAMAXVAMINVA++-VOELALTERNATEUELINPUTSALTERNATESTABILIZERINPUTSKLRVTVRMIN+-IFD0ILREFD软反馈保护环节

4、前向通道功率单元等效BPA：FVPSS/E：ESST1APID比例-积分-微分控制---GEC-1ΔVG并联校正EXPID励磁机GEC-1串联校正方式ΔVG并联校正EXPID励磁机物理概念清楚整定方便实现较复杂GEC-1并联校正方式ΔVG并联校正EXPID励磁机结构简单整定不直观性能较好PID比例-积分-微分控制---GEC-2ΔVG功率单元PID一般，为PI调节结构简单整定不直观适用于自并励数字式PID的实用考虑不完全微分PID积分分离与限幅PID的作用---比例P负反馈调节的基础增大P可减小稳态误差增大P可加快响应P过大不利于系统稳定PID的作用---积分I提高静态放大倍数减小稳态误差减

5、小动态放大倍数有利于系统稳定0PID的作用---微分D提高响应速度减小超调量补偿Te惯性有利于系统动态稳定ΔVGPID励磁机等效减少了励磁机的时间常数Te->T4微分的作用---示例元宝山#2机600MW+5%阶跃响应1.YBS3044G(s)=2.YBS3043G(s)=3.YBS3042G(s)=微分的作用---示例YBS3044T3=0.1YBS3043T3=0.2YBS3042T3=0.3并联校正的作用ΔVG并联校正EXPID励磁机结构简单实现方便-模拟式性能较好与微分D等效并联校正的作用反馈通道前向通道并联校正的作用---硬反馈Te减小1+Kf倍放大倍数减少1+Kf倍与微分D等效并

6、联校正的作用---软反馈Te减小1+Kf倍动态放大倍数减少1+Kf倍静态倍数不变并联校正的作用---示例元宝山#2机600MW+5%阶跃响应1.YBS304AUc(s)=2.YBS304BUc(s)=3.YBS304CUc(s)=并联校正的作用---示例YBS304AYBS304BYBS304C并联校正与微分的比较元宝山#2机600MW+5%阶跃响应1.YBS3044G(s)=2.YBS304CUc(s)=并联校正与微分的比较YBS3044YBS304C模型PID传递函数控制目标稳态：电压调节精度动态：上升时间、超调量、振荡次数系统：无PID控制PIDΔVG控制±5%PSS电力系统稳定器模型

7、PSS传递函数控制目标稳态：电压调节精度动态：上升时间、超调量、振荡次数系统：抑制低频振荡PSS电力系统稳定器控制ΔVGΔPeΔVfKVKωKfKP解Riccati方程，求出LOEC线性最优控制LOEC(线性最优励磁控制器)模型状态方程控制目标稳态：电压调节精度动态：上升时间、超调量、振荡次数系统：抑制多种频率振荡，提高静稳KpeKKVPeVuf发电机线性化状态方程发电机励磁控制系统发电机的输出功