摘要：电力系统无功电压控制的重要目标是要充分发掘发电机无功电压调节潜力以及改善电网电压质量。发电机励磁系统调差系数优化整定对策是从改善电网全运行电压的水平角度出发的。不仅解析了发电机励磁系统调差系数对电网电压的影响,还提出了发电机励磁系统调差系数分区整定原则,并建立了中枢点电压波动指标在系统多运行方式下的最小目标函数,以电网潮流约束方程和发电机励磁系统调差系数为控制变量的优化模型,并采用粒子群优化算法对其模型进行求解。使该地区能将优化策略应用更好地应用到电网发电机励磁系统调差系数整定中,仿真结果与实际应用均证明了,提出的优化整定策略对改善电网运行电压质量和提高发电机无功调节潜力具不可或缺的作用。
关键词：励磁系统 电网稳定 发电机组
引言
现阶段我国在电力行业得到了飞速的发展，并且取得了较为明显的进步，电网的规模也在不断变大，相应配套的技术也不断提高，使得电网的复杂性越来越明显以及对电力系统各方面要求也越来越高。社会持续发展需要电网的稳定运行，因此所有重要的研究也莫过于电网稳定性。励磁系统是电网系统的核心，也是保证发电机组安全可靠运行的关键，并且通过研究励磁系统对电网稳定性的影响，也能够给电网的维护提供参考。
一、发电机励磁系统的基本概念与作用
将机械功率转化为电磁功率主要是发电机的工作模式，对直流磁场进行辅助在这个过程中需要完成的，因此磁场就可以方便产生直流电流。为发电机提供励磁电流是励磁系统存在的根本用处，交流励磁、静止励磁和直流励磁三种模式根据励磁系统的工作模式不同而区分的，模式不同，因此相对的也是不同的发电机发电方式。励磁系统在实际工作的作用是在其中起到平衡电机系统电压，对于保证电力系统的稳定性有着不可替代的作用。电机励磁系统的作用一是可以相对容易方便的解决发电机励磁系统的基本问题，二可以降低发电机成本，三可以提高发电厂的经济效益，总的来说，发电机励磁系统的作用可以体现在以下几个方面：
1.对发电系统的电压进行合理控制
电网在工作过程中的电路情况是不断波动的，而不是一直稳定不变的，因此发电机的功率也会跟随的发生变化，这也就使发电系统的稳定性的安全性受到了威胁，这就需要在相应的励磁系统的设计时将电网的波动考虑在内，为了防止电压波动幅度过大带来的电路故障，还需要以电网的实际情况为依据，将电网电压最大可能的控制在合理的范围之内，特殊情况下，需要对电路中过大的电压进行压制，将电压控制在限值以下。
2.对无功功率进行分配
例如，发电系统由多台发电机组构成，并且不同的发电机组与发电机组都具备互相调差参数的能力，因此一定大小的电压就会出现公共母线上，导致无功负荷在整个系统运行中随着增大，这种无功负荷对于机组来说有着不利影响。无功功率的分配在每一个发电机组都是确定的，这种无功功率的分配更加合理和动态化是因为有了励磁系统的存在，并且还有在一定程度上减少了能量损失的优点。
3. 提高并联系统发电机运行的稳定性
励磁系统除了出了可以提高电机组的静态稳定性外，并且还有了可以缓解机组的动态稳定性的优点，当励磁调节器会在发电机与系统之间的联系较为微弱时对控制信号进行调节，并且还可以降低系统的震荡幅度，加强系统运行的稳定性。
二、发电机励磁系统调差系数对电网的稳定性分析
1.对电网暂态稳定性的影响
励磁系统运转过程在发电系统的影响下，励磁最大值也就随着不断提升，因此能够有效促进电网暂态稳定性的提升，并且励磁系统的工作需求也可以得到满足，使也有助于励磁系统和发电系统之间保持良好的兼容性以及共处关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆励磁系统会在励磁系统内部出现的最大电压超过了励磁系统最大限值时其自身的特点可以为其能够快速降低电压超过限值的时间，从而达到对电路起到的保护目的。励磁系统的工作性能受励磁控制器的各项参数影响很大，进而电网的暂态稳定性也就随着受到直接关系，相对应的电网运行情况需在进行参数的选择和设置时根据进行灵活设定，使励磁系统的调节作用保证不受任何影响。对于解决励磁系统的稳定性也有着重要意义的是励磁系统的强励倍数，例如，在电力系统出现故障时，在发电机恢复正常工作之前，因为励磁系统的输出电压没达到最大限值或者在最大值的维持时间较短，则就不能对其进行强励，也就是其强励倍数并没有得到充分的发挥，特别明显的也不是对暂态稳定的改善效果。因此就可以通过控制励磁系统的开环增益的方式来提高对强励倍数的利用效率从而去实现，相反调压精度足够大时，励磁系统就能完全发挥其自身的性能，对电力系统的稳定性改善作用也会非常显见。
2.对电网动态稳定性的分析
电震荡阻尼因素是根本上对电力系统本身所呈现出的动态可靠问题的影响，励磁系统能够针对电压进行全自动调节处理是根据大量的分析结果可以得出，这是使得电力系统电震荡阻尼大幅度减少的关键，并且大量数据表明，励磁电压调节器在正常实用的范围内的负阻尼作用会随着开环增益的增大而增大，所以提高电压调节精度的要求和提高动态稳定的要求是不兼容的，以下是解决这个不兼容的问题：（1）将高标准的调压精度完全放弃的含义是最大程度的降低励磁控制系统本身呈现出的开环增益，这部分操作处理措施会直接使得暂态稳定性、静态稳定性降低。（2）为了使其既保持电压调节精度汉可减少电压调压通道的负阻尼作用的两个目的，可以将电压调节通道中增加一个动态增益衰减环节，但是这个环节也是有坏处的，它可以使励磁电压响应比减少，导致不利于暂态稳定池，所以这种方法取不得。（3）励磁控制系统中增加其他控制信号，可以在励磁控制系统中增加附加励磁控制通道，解决电压调节精度和动态稳定之间矛盾有着非常好的作用，正的阻尼作用有了这种控制信号的提供，可使整个励磁控制系统提供的阻尼是正的，并且可使动态稳定极限的水平达到和超过暂态稳定和静态稳定的水平。
三、励磁系统调差系统分区优化整定原则
电力系统运行电压水平与无功功率息息相关，为保证系统正常电压的水平，无功电源需满足系统无功负荷和网络无功耗损在额定电压下对无功功率的需求。因各地区经济和资源不同，导致不同地区无功电荷分布及电压性质不同。这就使得各地区对同步对发电机励磁系统调差系数整定方案有不同的要求。为了防止无功潮流分布不合理，适应地区差异以及降低调差系数的复杂程度，就必须进行励磁系统调差系数分区优化整定。
在励磁系统调差系数的分区整定时应遵循以下原则：①不同地区励磁系统调差系数分区优化整定目标应不同；②分区后不同区域内主要中枢节点电压相应的约束要求；③区域内同母线发电机励磁系统调差系数应相同；④区域间的联络线无功功率应在要求的范围内。
结束语
对于电厂的正常运转需要电力系统的稳定性，要想深入了解发电系统的工作机理需要就要对影响电力系统稳定性因素进行分析，努力提高电力系统的安全性和可靠性。工作过程中合理控制电压、分配无功功率、提高电网稳定性都需要励磁系统作为发电机组的配套系统。并且电网的暂态稳定性和动态稳定性在很大程度上都受励磁系统的影响，励磁系统在合理的利用下，并对电网系统进行辅助，可以有效缓解电网稳定性难题，提高电网的工作效率。
参考文献
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论文作者:马妍妍,姚加
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/13
标签：励磁论文; 系统论文; 电网论文; 电压论文; 发电机论文; 稳定性论文; 系数论文; 《基层建设》2016年30期论文;