发布时间 : 星期日 文章GEC300技术说明书 - 图文更新完毕开始阅读445c53df5022aaea998f0fea
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GEC-300励磁控制系统交流采样技术依据是以下原理：对于周期为T的周期信号U（t）＝U（t＋T）,在一个周期内对该信号进行等间隔均匀采样N点，得到N+1点采样值x0，x1，x2，x3，x4，x5，.....,xN-1，xN，根据傅立叶算法得到各次谐波的实部和虚部，进而计算到该次谐波的有效值。基波的实部和虚部计算如下：
Xi?X'r?(xN?x0)?sin(2??k/N) Xr?X'r?(xN?x0)?cos(2??k/N)
其中N为采样点数，k为当前采样点，X'r和X'i为上一次计算结果，Xr和Xi为当前计算结果，xN为当前采样值，x0为一周波前的采样值。
有效值计算公式为：
X?Xr2?Xi2
由系统视在功率计算公式：
S?U?I??(Ur?jUi)?(Ir?jIi)?Ur?Ir?Ui?Ii?j(Ui?Ir?Ur?Ii)?Pe?jQE得到有功功率和无功功率的计算公式为：
Pe?Ur?Ir?Ui?IiQe?Ui?Ir?Ui?Ii
GEC-300励磁控制系统对有功功率Pe，无功功率Qe的测量采用的是两表法，即以B相为参考点分别用AB线电压对A相电流，CB线电压对C相电流作计算，取其和为发电机的有功功率Pe和无功功率Qe，有功功率和无功功率标么值计算如下(其中SBB为功率基值)。
Pab+PcbSBB
Qab+QcbQe=SBB Pe=
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A * IA VAB
B VCB C 电力系统 IC
6 控制规律
* 励磁控制规律的设计是励磁反馈控制的核心，它决定了整个励磁系统的调节性能，在整个系统中有着十分重要的地位。GEC-300励磁控制系统的励磁控制规律有最常规的PID控制、电力系统稳定器PSS以及依据先进的控制理论设计的新型控制规律NPSS，用户可以根据实际情况灵活选择。
6.1 PID控制
比例-积分-微分（PID）控制是依据古典控制理论的频域法进行设计的，该设计方法成熟可靠，并有大量的应用经验，对于改善发电机的电压静态、动态性能，PID控制规律完全可以满足要求。但若要同时改善电力系统的低频振荡、提高电力系统静态、暂态稳定性，则必须依赖于更先进的控制规律。PID控制的传递函数如下：
1?T1S?1?G?S??KP?1??
1?T2S?TSi?比例系数（放大倍数）Kp主要是为了提高控制系统的响应速度，减少静态偏差。T1是微分常数，T2是惯性时间常数，T1与T2构成了不完全微分，微分的作用主要是改善控制系统的动态性能，比如减少超调量、减少振荡次数等。Ti是积分时间常数，积分的作用主要是消除静态误差。
6.2 电力系统稳定器PSS
电力系统稳定器(PSS)是GEC-300励磁控制系统的一个基本功能，能够抑制低频振荡，提高电力系统稳定性。输入变量可以是转速、频率、功率或多个变量的综合。
1A型电力系统稳定器
GEC-300调节器中的电力系统稳定器（PSS）模型采用的是国际标准的IEEE 421.5中的PSS1A模型。PSS1A是单输入的电力系统稳定器，通过发电机的稳态有功功率和瞬时有功功率计算出加速功率，并有此产生一个附加的调节信号对低频振荡产生阻尼。PSS的传递函数框图为：
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针对水电厂调峰的需求，水电机组的有功功率会大幅度地变化，此时PSS会有反调问题，导致调节有功功率时无功功率也随之大幅度地变化。为了解决反调问题，GEC-300调节器可以加入闭锁信号。当运行人员调节有功功率的同时，向GEC-300调节器发出闭锁信号，调节器收到闭锁信号后自动闭锁PSS的输出，当运行人员操作完成后（闭锁信号无效），GEC-300调节器延时恢复PSS的输出。
2A型电力系统稳定器
GEC-300调节器还可提供双输入的PSS模块（IEEE 421.5中的PSS2A模型），PSS2A模型能有效地减少在有功频繁大幅度调整时引起的反调。与前一种方法相比，采用PSS2A模型的计算工作量较大，对调节器的计算性能要求较高，但该方法不必在调整有功功率退出PSS功能，有较大的优越性。GEC-300调节器因为采用了高性能的处理器，完全能满足实时计算PSS2A模型的要求。
PSS2A型稳定器模型是用来表示多种双输入稳定器，通常用功率和转速或频率来导出稳定信号，主要用于水电机组，防止有功功率快速调整时引起的无功反调。
以上模型已经过中国电科院协同国电东北调度中心、国电华北调度中心、国电东北调度中心和各电厂在华能北京热电厂220MW等机组上的现场试验验证。试验中进行了PID和PSS模型的测辨和励磁调节器的性能检查，完成了PSS现场投入试验，并根据测量和试验结果得到综合稳定的程序用于计算的励磁系统模型和参数。研究结果表明，GEC励磁调节器给出的PID和PSS模型是准确的，可用于小扰动稳定计算；励磁调节器空载和负载试验结果表明GEC励磁调节器静态和动态性能满足要求；PSS相位补偿正确，对0.2HZ到2.2HZ的低频振荡均有较好的抑制作用，可以长期投入运行。详细试验报告参见 《元宝山发电厂#1、#2机组励磁系统参数测试及PSS投运试验报告》。
7 限制与保护
为了保证发电机运行在安全稳定区域内，GEC－300励磁控制系统内部设有强励顶值限制、强励反时限、欠励限制、V/F限制、过无功限制、定子过电流限制、PT断线保护等模块。
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