1电力系统各种动态计算的精度取决于发电机、励磁系统、调速系统和综合负荷等的模型及模型中参数的精度。近年来,国内电网对上述参数测试和动态建模的呼声很高。大量分析计算表明,在以上各参数中,发电机的模型和参数问题比其它环节更为复杂。
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对于同步发电机的参数问题,可以采用场的方法通过数值计算来求取,也可以采用系统辨识理论进行参数辨识。辨识方法主要有2种:①频域响应法②时域响应法。前者由于方法本身的限制,近年的研究趋于减少。后一种方法当采用在线测辨技术时,存在2个实际困难。一是在线辨识时,同步电机处于正常运行状态中,输入扰动信号不能太大,否则将影响正常运行。国外大多数在线辨识主要是仿真结果,现场试验很少。二是存在参数辨识不稳定问题,即对于不同试验、甚至同一试验采用不同计算方法时,所得参数相差甚大。文对于同一试验,采用4种计算方法,所得d、q轴瞬变及超瞬变电抗,相差(2.38~4.49)倍,d、q轴瞬变开路时间常数相差(1.89~2.51)倍,而d、q轴超瞬变开路时间常数相差达数百倍。
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利用发电机解列这一正常操作,记录端电压瞬变过程,可以用来计算同步发电机的参数,方法比较简单。本文用运算微积方法推导了同步发电机从电网切除后,端电压的一般表达式,论述了如何利用这一瞬变过程求取同步电机参数。在1台小型同步发电机上的试验表明,参数计算的重复性较好,而且模拟计算的结果和试验结果接近。
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2同步发电机突然从电网切除后端电压的计算在以下计算过程中,假设:①不计饱和影响②在直轴和交轴均只有1个阻尼绕组③由于机械瞬变过程较之电磁瞬变过程慢,因此在计算解列后的瞬变过程时,认为同步电机的转速仍为同步速。
由于假设磁路线性,故可应用迭加原理,即将同步发电机从电网切除看作是在电机端部突然并联1个与切除前大小相等、方向相反的电流源,这样切除后电机端部瞬变电压的求解就成为以下2种情况的求解,即:①电机从电网切除前的稳态运行电流②在电机端部突然并联一与切除前大小相等、方向相反的电流源后,电机端电压的变化。
2.1切除前的稳态运行稳态对称运行时,同步发电机的转速为常数且等于同步速,励磁电压和电流为恒值,电枢电压和电流是稳定的交变电压和电流,阻尼绕组的电流为零。