[发明专利]一种发电机在电力系统暂态过程中的全过程励磁控制方法

权利要求书

1.一种发电机在电力系统暂态过程中的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述方法采用全过程励磁控制装置进行控制，所述方法包括下述步骤：

（1）将发电机在电力系统暂态过程划分为五阶段；

（2）分别确定五阶段的判断方法；

（3）对五阶段分别进行励磁控制。

2.如权利要求1所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述全过程励磁控制装置的启动和退出通过逻辑控制器实现；

所述全过程励磁控制装置包括五阶段励磁控制模块、加法器、电力系统稳定器PSS和自动电压调节器AVR；所述五阶段励磁控制模块的输出电压、电力系统稳定器PSS的输出电压以及外部电源的电压一起输入到加法器中得到参考电压；参考电压输入到自动电压调节器AVR中进行调节后输入到发电机中；

所述全过程励磁控制装置进行控制时监测发电机电压、有功功率和角速度。

3.如权利要求1所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述步骤（1）中，五阶段分别如下：

①第一阶段：从短路发生到短路切除；第一阶段的持续时间为0.06s～0.1s；

②第二阶段：从短路切除的时刻到转子角摆到最大值的时刻；第二阶段存在本地振荡和区域间振荡两种模式，前者对应的时间为0.4s～0.8s，后者对应的时间为1s～2.5s；第二阶段增大发电机制动矩，抑制转子角的摆动；

③第三阶段：转子角从最大值摆动到最小值的时段；转子角摆过最大值，意味着制动转矩已经超过原动机的驱动转矩，第三阶段降低制动转矩，减小转子角回摆的幅度；

④第四阶段：转子角后续摆动过程，这个过程为3～6个摆动周期的时间；

⑤第五阶段：转子角振荡平息阶段，电力系统进入故障后的静态稳定状态。

4.如权利要求1所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中，电力系统正常运行时，转子角速度ω_g等于电网侧的角速度ω_v，即Δω＝ω_g-ω_v＝0；

五阶段的判断方法如下：

当转子角速度大于电网侧的角速度，即Δω＞0时，功角增加，第一阶段开始；功角一直增加到Δω＝0时，功角达到最大值，第二阶段结束；Δω随即小于0，进入第三阶段；当Δω再次等于0时，功角达到最小值，第三阶段结束，之后进入第四阶段，功角后续摆动，直到摆动停止后进入第五阶段。

5.如权利要求1所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述步骤（3）中，对五阶段进行励磁控制包括：

在第一阶段开始到第二阶段结束，在全过程励磁控制装置中装设限幅器；或在自动电压调节器AVR的电压参考点上附加正的参考电压，增加励磁；所述正的参考电压的范围为10%-20%的发电机的额定电压；

在第三阶段，切除正的参考电压，在自动电压调节器AVR的电压参考点上附加负的参考电压，减少励磁；负参考电压的取值范围为发电机额定电压的-10%～-20%；

在第四阶段和第五阶段，附加的参考电压均退出，由电力系统稳定器PSS、自动电压调节器AVR进行励磁控制。

6.如权利要求5所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，附加正的参考电压的启动条件是：当发电机的转速、机端电压和有功功率变动且超过限值时，将正的参考电压附加到自动电压调节器AVR的电压参考点上；附加正的参考电压的退出条件是：当发电机侧的角速度差小于电网侧角速度，切除正的参考电压。

附加负的参考电压的启动条件是：当发电机侧的角速度差小于电网侧角速度时，将负的参考电压附加到自动电压调节器AVR的电压参考点上；附加负的参考电压的退出条件是：当发电机侧的角速度差大于电网侧角速度时，切除负的参考电压。

7.如权利要求1所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述全过程励磁控制装置在发电机暂态过程中动作一次，即作用于发电机故障后功角的第一摆。

8.如权利要求1-7中任一项所述的全过程励磁控制方法，其特征在于，所述发电机采用同步发电机。