自并励静止励磁系统精细建模与仿真分析

"该文主要讨论了自并励静止励磁系统在电力系统暂态稳定分析中的精细建模和仿真。文中指出，传统的励磁系统传递函数模型不能准确反映近机端接地故障对暂态稳定及励磁装置特性的影响。文章提出了一个更完善的自并励静止励磁系统精细模型，考虑了功率单元、励磁电源和灭磁系统，通过PSCAD/EMTDC进行了电磁暂态仿真，以分析近机端故障对系统的影响。" 自并励静止励磁系统是发电厂中广泛应用的一种励磁方式，它的励磁电源来自发电机自身的交流电压，通过整流器转化为直流电压供给发电机励磁绕组。这种励磁方式在电力系统中的稳定性至关重要，因为它直接影响到发电机的运行状态和电网的稳定性。 传统的励磁系统模型通常简化了功率单元和励磁电源，这在研究暂态稳定问题时可能导致分析结果的不准确。尤其是当近机端发生接地故障时，励磁电压会受到影响，简单的传递函数模型无法精确描述这种情况下的系统动态行为。此外，这些模型往往忽略了整流单元的非线性效应，这在分析暂态过程时可能造成对励磁系统动态性能评估的偏差。 为了提高分析的准确性，文章提出了一种考虑了功率单元、励磁电源以及灭磁特性的精细模型。灭磁系统在发电机发生故障时能够快速切断励磁电流，以防止磁场能量导致过电压，它的建模对于研究励磁系统的安全性和稳定性至关重要。通过在PSCAD/EMTDC软件中构建精细模型，可以更真实地模拟励磁系统在各种工况下的动态响应，特别是近机端故障后的情况。 文章中，作者详细阐述了自并励静止励磁系统的模型建立过程，包括励磁电源的建模、整流桥的非线性建模以及灭磁系统的数学描述。模型的触发角控制器和AVR自动控制器部分也得到了详细的处理，这些组件共同决定了励磁电压的调节和系统的动态响应。 通过仿真，作者验证了精细模型在近机端接地故障后的暂态稳定性和励磁装置特性的分析效果。结果显示，采用精细模型可以更准确地揭示系统的行为，这对于预防和解决电力系统中的不稳定问题具有重要意义。 总结而言，该研究强调了自并励静止励磁系统精细模型在电力系统暂态稳定分析中的重要性，通过引入更真实的模型元素和考虑非线性效应，提升了模型的预测能力和工程实用性。这种精细建模方法对于优化励磁控制系统设计，提升电力系统的安全性和稳定性具有指导价值。