發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

劉思宇， 劉 青， 謝 歡

[1. 華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院， 河北 保定 071003;2. 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司 電力科學(xué)研究院(華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)， 北京 100045]

發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

劉思宇1， 劉 青1， 謝 歡2

[1. 華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院， 河北 保定 071003;2. 國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司 電力科學(xué)研究院(華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)， 北京 100045]

隨著電網(wǎng)對(duì)電壓穩(wěn)定性要求的不斷提高，對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)輔助環(huán)節(jié)的研究也更加深入。介紹了低勵(lì)限制的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)及參數(shù)整定。基于MATLAB軟件建立單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)模型，設(shè)置不同低勵(lì)限制增益以及不同的發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度，通過(guò)電磁轉(zhuǎn)矩與角速度的相位滯后關(guān)系分析低勵(lì)限制動(dòng)作后的系統(tǒng)阻尼特性，并應(yīng)用電力系統(tǒng)分析綜合程序搭建自定義勵(lì)磁系統(tǒng)模型，從時(shí)域上分析低勵(lì)限制增益以及不同進(jìn)相深度對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明： 在一定范圍內(nèi)，低勵(lì)限制增益越小，小干擾穩(wěn)定性越好；增益越大，無(wú)功功率被抬高的速度越快。發(fā)電機(jī)在進(jìn)相較深的工況下更容易在低勵(lì)限制動(dòng)作后發(fā)生振蕩。

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)； 低勵(lì)限制； 進(jìn)相； 小干擾穩(wěn)定性

0 引 言

隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不斷擴(kuò)大，以及遠(yuǎn)距離超高壓線路的不斷增多，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求逐漸提高。大型發(fā)電機(jī)組根據(jù)電網(wǎng)的需求應(yīng)當(dāng)具備隨時(shí)進(jìn)相的能力，以便及時(shí)吸收電網(wǎng)中過(guò)剩的無(wú)功功率，改善系統(tǒng)電壓過(guò)高的狀況。低勵(lì)限制(Under Excitation Limiter， UEL)作為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)輔助環(huán)節(jié)之一，在滿(mǎn)足系統(tǒng)進(jìn)相的前提下，要保證足夠的進(jìn)相深度維持系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行[1-2]。在勵(lì)磁水平較低時(shí)，能夠及時(shí)動(dòng)作，避免發(fā)電機(jī)定子電流過(guò)大而導(dǎo)致繞組過(guò)熱，威脅機(jī)組運(yùn)行[3]。

文獻(xiàn)[4-6]提出設(shè)置低勵(lì)限制器的幾個(gè)要求： 滿(mǎn)足定子端部熱穩(wěn)定限制要求、滿(mǎn)足靜態(tài)穩(wěn)定限制、滿(mǎn)足失磁保護(hù)整定要求、滿(mǎn)足機(jī)端電壓與廠用電電壓的限制。確定UEL的參數(shù)要根據(jù)以上因素決定的最小值再留有一定的裕度。UEL在使用中還要注意與其他輔助環(huán)節(jié)及保護(hù)的配合。文獻(xiàn)[7]提出UEL在與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizers, PSS)配合時(shí)，若參數(shù)整定不當(dāng)會(huì)影響PSS的作用，惡化系統(tǒng)阻尼，引發(fā)系統(tǒng)振蕩。文獻(xiàn)[8]對(duì)其原因作出了解釋?zhuān)⑻岢鯱EL與PSS的配合方案。文獻(xiàn)[9]提出根據(jù)UEL的靜態(tài)性能應(yīng)與失磁保護(hù)協(xié)調(diào)配合的原則來(lái)設(shè)置UEL曲線。文獻(xiàn)[10]通過(guò)模型系數(shù)隨系統(tǒng)工況的變化分析了疊加型UEL對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外均有因UEL參數(shù)整定不當(dāng)或與其他輔助環(huán)節(jié)配合不當(dāng)而使發(fā)電機(jī)失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生[11]。巴西某電廠曾因UEL的參數(shù)設(shè)置不合理導(dǎo)致無(wú)功功率觸發(fā)UEL動(dòng)作后，又切換回勵(lì)磁主環(huán)，如此反復(fù)從而使有功功率大幅度振蕩[12]。我國(guó)四川也出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似情況[13]，外界的小擾動(dòng)觸發(fā)UEL動(dòng)作，在UEL動(dòng)作后系統(tǒng)的大幅波動(dòng)使UEL與勵(lì)磁主環(huán)控制不斷切換，導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩失穩(wěn)。分析事故案例發(fā)現(xiàn)，UEL與勵(lì)磁主環(huán)不斷切換的原因與UEL動(dòng)作后的系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性有關(guān)，若穩(wěn)定性好則振蕩幅度會(huì)逐漸減小直至穩(wěn)定；若穩(wěn)定性不好，振蕩幅度過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致無(wú)功功率從UEL環(huán)跳出，觸發(fā)勵(lì)磁主環(huán)控制，如此在UEL與勵(lì)磁主環(huán)之間來(lái)回切換而發(fā)生振蕩。針對(duì)該問(wèn)題，本文主要討論UEL增益以及不同進(jìn)相深度對(duì)UEL動(dòng)作后系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響?；贛ATLAB軟件，建立Heffron-Philips模型，通過(guò)頻域上電磁轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機(jī)角速度的相位關(guān)系，分析不同情況下系統(tǒng)的阻尼特性，并通過(guò)PSASP軟件在時(shí)域上進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

1 UEL的實(shí)現(xiàn)原理及建模

UEL的實(shí)現(xiàn)主要是以UEL曲線為依據(jù)。曲線的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮文獻(xiàn)[4-6]提出的要求，并根據(jù)不同的發(fā)電機(jī)類(lèi)型以及其他輔助限制環(huán)節(jié)進(jìn)行配合整定。折線型UEL在國(guó)內(nèi)大型機(jī)組中應(yīng)用十分廣泛[14]，因此本文以折線型動(dòng)作曲線為例，分析UEL的實(shí)現(xiàn)原理。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率低于限制曲線邊界值時(shí)，UEL動(dòng)作，抬高無(wú)功功率，使其返回到正常運(yùn)行區(qū)，如圖1所示。

圖1 UEL曲線模型

本文建立單增益加限幅的UEL模型，通過(guò)采集發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓及有功功率，根據(jù)UEL曲線查出此運(yùn)行點(diǎn)下最大允許的無(wú)功功率，以此作為無(wú)功功率的參考值，與測(cè)得的發(fā)電機(jī)無(wú)功功率作差，將偏差值經(jīng)過(guò)放大增益以及限幅輸出，如圖2所示。

圖2 低勵(lì)限制數(shù)學(xué)模型

在圖2中：Pt、Qt分別為發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無(wú)功功率；Ut為發(fā)電機(jī)端電壓；Q=f(P,Ut)為UEL曲線；KUEL為UEL的動(dòng)作增益；UUELmax為UEL輸出上限；UUELmin為UEL輸出下限；UUEL為UEL的輸出。

UEL的輸出將與勵(lì)磁系統(tǒng)主環(huán)控制相互配合，如圖3所示。勵(lì)磁系統(tǒng)主環(huán)控制是以發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓為輸入的恒電壓控制，UEL輸出需要與其經(jīng)過(guò)高通竟比門(mén)比較來(lái)決定UEL是否動(dòng)作。當(dāng)主環(huán)控制信號(hào)高于UEL時(shí)，UEL不起作用，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓仍由勵(lì)磁主環(huán)的電壓調(diào)節(jié)器控制；當(dāng)主環(huán)控制信號(hào)低于UEL時(shí)，控制系統(tǒng)切斷電壓調(diào)節(jié)器信號(hào)，由UEL信號(hào)控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓[15]，即UEL動(dòng)作。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率進(jìn)相很深時(shí)，UEL才會(huì)動(dòng)作，代替勵(lì)磁主環(huán)控制，增加勵(lì)磁電壓，減少發(fā)電機(jī)吸收的無(wú)功功率，以達(dá)到無(wú)功功率不超過(guò)UEL曲線邊界值的目的。

圖3 勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

在圖3中：Ut為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；Uref為電壓參考值；T1為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)；T2為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的滯后時(shí)間常數(shù)；KAVR為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)；UUEL為低勵(lì)限制的輸出；UAmax為勵(lì)磁電壓輸出上限；UAmin為勵(lì)磁電壓輸出下限；EFD為勵(lì)磁電壓。

2 頻域分析

2.1 Heffron-Philips模型的建立

同步發(fā)電機(jī)采用常規(guī)的三階模型，勵(lì)磁系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛的自并勵(lì)勵(lì)磁交流系統(tǒng)[16]，UEL采用上述單增益加限幅模型，將UEL環(huán)節(jié)加入到單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)中可得Heffron-Philips模型,如圖4所示[17-18]。

圖4 單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)Heffron-Philips模型

上述Heffron-Philips模型略去了同步電機(jī)的定子電阻、定子電流的直流分量，以及阻尼繞組的作用，其在小擾動(dòng)下的線性化狀態(tài)方程可由式(1)～式(4)表示。

(1)

(2)

(3)

ΔUt=K5Δδ+K6ΔEq′

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

式中:Δω——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的偏差量；TJ——發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； Δδ——發(fā)電機(jī)功角的偏差量； ΔEq′——暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)的偏差量；ω0——發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速；Td0′——發(fā)電機(jī)定子開(kāi)路勵(lì)磁繞組的時(shí)間常數(shù)；

ΔEfd——發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓的偏差量；

K1-K6——單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)Heffron-Philips模型定義的與發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)有關(guān)的系數(shù)；

K7、K8——UEL加入勵(lì)磁系統(tǒng)的相關(guān)系數(shù)；

Ut0——發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；

U——無(wú)窮大系統(tǒng)母線處母線電壓；

Utd0、Utq0——發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓直、交軸分量；

Id0、Iq0——電樞電流直、交軸分量；

xd、xq——直、交軸同步電抗；

xd′——直軸暫態(tài)電抗；

x1——發(fā)電機(jī)外部電抗；

EQ0——發(fā)電機(jī)空載電勢(shì)；

KU——低勵(lì)限制曲線斜率。

2.2 阻尼轉(zhuǎn)矩分析法

在分析同步電機(jī)受到小干擾后的動(dòng)態(tài)過(guò)程時(shí)，阻尼轉(zhuǎn)矩法能夠較直觀地反映系統(tǒng)的阻尼特性，進(jìn)而分析出系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由Heffron-Philips模型可將電磁轉(zhuǎn)矩分解為阻尼轉(zhuǎn)矩及同步轉(zhuǎn)矩[8，19]。

ΔMe=ΔMSΔδ+ΔMDsΔδ

(14)

式中：ΔMe——電磁轉(zhuǎn)矩變化量； ΔMS——同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)； ΔMD——阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)； Δδ——發(fā)電機(jī)功角變化量。

由發(fā)電機(jī)功角和角速度的相位關(guān)系可得出阻尼轉(zhuǎn)矩與同步轉(zhuǎn)矩的相位關(guān)系，如圖5所示。

圖5 電磁轉(zhuǎn)矩的相量圖

以Δω為輸入，ΔMe2為輸出，由Heffron-Philips模型可得UEL動(dòng)作后的系統(tǒng)阻尼特性。ΔMe2滯后于Δω的角度越大，其在Δω方向的分量越大，即負(fù)阻尼越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性越差。

2.2.1 不同KUEL下系統(tǒng)的阻尼特性

在MATLAB的Simulink平臺(tái)中搭建單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)的Heffron-Philips模型，設(shè)UEL增益分別為0.05、0.1、0.5，畫(huà)出轉(zhuǎn)速偏差與電磁轉(zhuǎn)矩偏差的相頻特性Bode圖，如圖6所示。

圖6 不同KUEL下ΔMe2/Δω相頻特性Bode圖

由圖6可知，隨著UEL增益的不斷增大，電磁轉(zhuǎn)矩滯后的相位越來(lái)越大，說(shuō)明其阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)逐漸變大，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。因此，在UEL增益進(jìn)行整定時(shí)需要考慮其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響，過(guò)大的增益會(huì)使UEL動(dòng)作后的系統(tǒng)波動(dòng)幅度增大，甚至發(fā)生增幅振蕩而失穩(wěn)。

2.2.2 不同進(jìn)相深度下系統(tǒng)的阻尼特性

將UEL增益設(shè)為0.1，改變系統(tǒng)的進(jìn)相深度，計(jì)算出不同的系數(shù)K1～K8，UEL曲線的斜率要隨著進(jìn)相深度而適當(dāng)改變，以保證UEL能夠動(dòng)作。相當(dāng)于在不同運(yùn)行工況下做UEL的檢測(cè)試驗(yàn)。轉(zhuǎn)速偏差與電磁轉(zhuǎn)矩偏差的相頻特性Bode圖如圖7所示。

圖7 不同進(jìn)相深度下ΔMe2/Δω相頻特性Bode圖

由圖7可看出，發(fā)電機(jī)進(jìn)相越深，其吸收的無(wú)功功率越大，電磁轉(zhuǎn)矩滯后的角度越大，其在Δω方向的分量越大，即系統(tǒng)阻尼轉(zhuǎn)矩越大，系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性越差。同時(shí)也說(shuō)明，在進(jìn)相較深的工況下進(jìn)行UEL的檢測(cè)試驗(yàn)，系統(tǒng)更容易在UEL動(dòng)作后發(fā)生振蕩。

3 時(shí)域分析

3.1 系統(tǒng)模型的建立

圖8 單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)

在PSASP中建立單機(jī)-無(wú)窮大系統(tǒng)模型，如圖8所示。GEN1為 300MW 的同步發(fā)電機(jī)，GEN2為3000MW的發(fā)電機(jī)，代替無(wú)窮大系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)GEN1中的同步機(jī)采用PASAP提供的6型同步機(jī)，勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器調(diào)用自定義模型[20]，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器采用4型PSS，不投入調(diào)速器。無(wú)窮大側(cè)發(fā)電機(jī)采用6型同步機(jī)，不投入勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器、調(diào)速器及電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。

3.2 仿真分析

3.2.1 UEL增益對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

基于PSASP中的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)模型，基本參數(shù)如下： 發(fā)電機(jī)額定容量Sn=353MVA，Pn=300MW，Xd=2.047p.u.，Xd′=0.2688p.u.，Xd″=0.1618p.u.，Xq=1.93p.u.，Xq′=0.37p.u.，Xq″=0.175p.u.，TJ=8.3s，線路總阻抗X=0.3p.u.，母線基準(zhǔn)電壓為230kV。低勵(lì)限制參數(shù)如下：PQ曲線斜率=0.8，增益KUEL分別取0.05、0.1、0.5。在系統(tǒng)運(yùn)行1s后加入電容器使發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，無(wú)功功率超出UEL曲線邊界值，分析UEL的作用情況，如圖9～圖12所示。

圖9 不同KUEL的有功功率曲線

圖10 不同KUEL的無(wú)功功率曲線

圖11 不同KUEL的勵(lì)磁電壓曲線

圖12 不同KUEL的發(fā)電機(jī)功角曲線

圖9～圖12顯示了在不同UEL增益情況下，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率、無(wú)功功率、勵(lì)磁電壓及功角的變化曲線。經(jīng)分析可知，隨著UEL增益的減小，系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性逐漸提高；但同時(shí)增益的減小也使無(wú)功功率被抬高的速度減慢。在實(shí)際工程當(dāng)中，既要保證UEL動(dòng)作后無(wú)功功率能夠迅速抬升，又要保證抬升之后系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。但是，過(guò)大的增益還能使有功功率大幅振蕩以致系統(tǒng)失去穩(wěn)定。因此，UEL增益的整定要考慮到系統(tǒng)運(yùn)行工況、系統(tǒng)外部阻抗等其他影響穩(wěn)定性的因素。

3.2.2 進(jìn)相深度

UEL增益KUEL設(shè)定為0.1，通過(guò)改變投入電容的容量使得發(fā)電機(jī)吸收的無(wú)功功率分別為-0.06p.u.，-0.11p.u.，-0.17p.u.，限制曲線的斜率KU隨進(jìn)相深度不同而適當(dāng)改變。仿真結(jié)果如圖13～圖16所示。

圖13 不同進(jìn)相深度的有功功率曲線

圖14 不同進(jìn)相深度的無(wú)功功率曲線

圖15 不同進(jìn)相深度的勵(lì)磁電壓曲線

圖16 不同進(jìn)相深度的發(fā)電機(jī)功角曲線

隨著發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度的增加，系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性越來(lái)越差，功率波動(dòng)增多。因此在做UEL的檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，首先要保證發(fā)電機(jī)在進(jìn)相較深的情況下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，避免加入U(xiǎn)EL后發(fā)生大的波動(dòng)而觸發(fā)勵(lì)磁主環(huán)控制。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于MATLAB軟件，搭建模型，通過(guò)阻尼轉(zhuǎn)矩特性在頻域上分析UEL增益及發(fā)電機(jī)不同運(yùn)行工況對(duì)UEL動(dòng)作后系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的影響。在PSASP軟件中搭建自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，在時(shí)域上分析兩種因素的影響程度，得到了以下結(jié)論：

(1) UEL增益的增大，提高了無(wú)功功率越限后被發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)抬高的速度，但同時(shí)增大了系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)阻尼，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此在整定UEL增益時(shí)要同時(shí)考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抬升無(wú)功功率的速度以及系統(tǒng)運(yùn)行工況等多種因素。

(2) 發(fā)電機(jī)在進(jìn)相較深的工況下，系統(tǒng)阻尼變?nèi)?，小干擾穩(wěn)定性變差。在進(jìn)相較深時(shí)，系統(tǒng)更容易因UEL動(dòng)作而發(fā)生系統(tǒng)振蕩。因此，在整定UEL參數(shù)時(shí)要注意適當(dāng)?shù)倪M(jìn)相深度，既要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，又要盡可能地取到參數(shù)整定的準(zhǔn)確值。

[1] 劉桂林，宋瑋，宋新立.基于涉網(wǎng)保護(hù)的低勵(lì)限制、失磁保護(hù)與失步保護(hù)配合的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014(23)： 107-112.

[2] 嚴(yán)偉，陳俊，沈全榮.大型隱極發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的探討[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(2)： 94-97.

[3] 竺士章.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁限制對(duì)小擾動(dòng)穩(wěn)定性的影響[J].浙江電力，2007(6)： 5-8.

[4] 王波，何長(zhǎng)平.向家壩800MW發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制器設(shè)計(jì)及試驗(yàn)[J].水力發(fā)電，2014(10)： 65-68.

[5] 康健，嚴(yán)屏.低勵(lì)限制整定原則與調(diào)試方法[J].湖北電力，2001(1)： 8-9.

[6] 鮮霄，尋志偉，周道軍.大型汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行與無(wú)功控制[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30(5)： 98-105.

[7] 劉偉良，荀吉輝，薛瑋.發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)與低勵(lì)限制的整定配合[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32(18)： 77-80.

[8] 丁傲，謝歡，劉平，等.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器低勵(lì)限制協(xié)調(diào)控制分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012(8)： 193-198.

[9] 王青，劉肇旭,孫華東，等.發(fā)電機(jī)低勵(lì)限制功能的設(shè)置原則[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011，39(6)： 55-60.

[10] 丁建順，王青，馬世英，等.發(fā)電機(jī)疊加型低勵(lì)限制對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定影響機(jī)制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2016,40(8)： 78-84.

[11] 宋福海.水口水電廠7號(hào)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)異常分析[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2004,28(6)： 8-11.

[12] RAMOS A J P, LINS L R. Performance of under-excitation limiter of synchronous machines for system critical disturbances[J]. IEEE Trans on Power Systems,1997,12(4)： 1702-1707.

[13] 王清明.300MW機(jī)組勵(lì)磁低勵(lì)限制引起功率異常波動(dòng)分析[J].熱力發(fā)電，2009，38(12)： 75-77.

[14] 蘇為民，謝歡，吳濤，等.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輔助限制特性及技術(shù)指標(biāo)探討[J].中國(guó)電力，2012，45(12)： 52-56.

[15] 劉取.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制[M].北京： 中國(guó)電力出版社，2007.

[16] 方思立，劉增煌.汽輪發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的分析研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，1997(12)： 33-37.

[17] CHOI S S，JIA X. A technique for the tuning of under excitation limiters[J]. IEEE Transactions on Power System，1999，14(4)： 1279-1284.

[18] CHOI S S，JIA X. Coordinated design of under-excitation limiters and power system stabilizers[J]. IEEE Transactions on Power System，2000，15(3)： 937-944.

[19] 李陽(yáng)海，黃瑩，劉巨,等.基于阻尼轉(zhuǎn)矩分析的電力系統(tǒng)低頻振蕩源定位[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2015,43(14)： 84-90.

[20] 張旭昶，程改紅，徐政.電力系統(tǒng)仿真軟件PSASP的勵(lì)磁系統(tǒng)自定義建模[J].電氣應(yīng)用,2006,25(11)： 11-13.

Effect of Under Excitation Limiter Parameters on Generator System Stability

LIUSiyu1,LIUQing1,XIEHuan2

[1. School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China; 2. Research Institute, State Grid Jibei Electric Power Co., Ltd., (North China Electric Power Research Institute Co., Ltd.,)， Beijing 100045, China]

With the continuous improvement of voltage stability from grid, the study of excitation system auxiliary link is going deep. The structure and parameters of under excitation limiter were analyzed by using MATLAB to set up single-machine infinite bus system model. By setting different under excitation limiter(UEL) gains and different depth of leading phase and analyzing phase relationship between electromagnetic torque and angular speed, the damping characteristics after UEL active has been proposed. On the time domain, the effects on system stability from gains of UEL and different depth of leading phase were analyzed through PSASP. In conclusion, decrease on the gain of UEL was favour for small signal stability but slow down the speed of reactive power rising. And the deeper leading phase may increase the probability of oscillation by UEL.

under excitation limiter(UEL); leading phase; small signal stability

劉思宇(1991—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)安全穩(wěn)定分析。

TM 301.2

A

1673-6540(2017)02- 0064- 06

2016-05-09