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用电力系统实时数字仿真技术 进行自动励磁调节器性能检测实验 吴 涛 苏为民 姚谦 路 洁 史 扬 邓 炜 (华北电力科学研究院有限责任公司，北京100045) 【摘要】在全国联网的形势下，发电机励磁系统动态特性显著影响系统的稳定水平。本文从华北电网实际出发， 在开展发电机励磁系统参数测试工作的基础上，用电力系统实时数字仿真技术RTDS进行自动励磁调节器AVR 性能检测实验，介绍了实验原理、实验项目和部分实验结果，并对该项技术的应用前景进行了展望。 【关键词】发电机励磁系统 自动励磁调节器 实时数字仿真系统 闭环实验 1引言 在全国联网的形势下。发电机励磁系统动态特性显著影响系统的稳定水平。要求在电网计算分析中 采用发电机励磁系统详细模型参数【l】。自2001年华北电网开始进行发电机励磁系统参数测试及建模工 作，经过3年的艰苦工作。形成一套完整的发电机励磁系统参数测试辨识方法．并用于京津塘电网内 100MW以上容量发电机励磁系统参数测试辨识工作。迄今为止。已经完成74台发电机励磁系统参数测 年华北电网中期规划计算之中。 随着计算机技术的发展，越来越多的数字励磁调节器被采用。截至2004年。华北电网数字励磁调节 器共有59种型号。装数字励磁调节器的发电机台数占京津塘电网发电机总台数的72％，占华北电网发电 机总台数77％。数字励磁调节器具有参数修改方便等优点，在实际应用过程中，也暴露出以下问题，应 引起电网运行、管理人员的关注： (1)不同制造厂家生产的励磁调节器设计原理各不相同，且有相当的随意性。如非线性死区的设置等。 (2)人机界面上显示的参数与原理传递函数框图中参数不一致，用户不了解其换算规律。 (3)当更换软件版本或人为修改整定参数后，不能直接推算相对应的稳定计算用模型的新参数，需 要重新进行现场测试。 为了巩固发电机励磁系统参数测试辨识工作的成果，加强励磁系统技术管理．有必要开展励磁调节 器性能检测工作。 2励磁调节器性能检测实验原理 开展励磁调节器(以下简称“AVR”)性能检测实验的目的主要是以下两个： (1)检测AVR特性是否符合有关国家和行业标准。 (2)确认AVR模型参数。 目前检测实验采用物理动态模拟和数字动态模拟两种方法。全数字实时仿真技术(以下简称 计算方法以提高运算速度，可以实时仿真电力系统的暂态行为。其主要应用领域为： (1)暂态稳定仿真。 (2)闭环控制系统和继电保护测试分析。 (3)FACTS元件特性分析(如SVC、TCSC等)。 s囝 第一届水力发电技术国际会议论文集(第一卷) (4)交流系统过电压分析。 (5)电力系统分析及培训。 1999年。华北电力科学研究院从加拿大引进一套实时数字仿真系统。 在开展AVR性能检测方面，与物理动态模拟相比，RTDS具有明显优势。主要体现在以下方面： (1)紧密结合现场实际。设置发电机、变压器等参数，建立与现场相同的实验环境。检测结果可以 与现场测试数据进行对比分析。 (2)丰富实验内容。可以在严酷工况下如AVR电压给定值20％以上阶跃实验、在发电机主变压器高 压侧发生金属性三相故障等。考核AVR的动作特性。 AVR装置运行在相同电力系统环境中，进行相同的扰动实验。比较其响应结果。 (4)检测和发现AVR的设计缺陷。受现场试验条件限制。AVR的某些限制器特性如低励、过励限制 等，不易在规定工况下进行，利用RTDS可完成全部特性检查，并发现某些设计缺陷，有助于AVR的完 善和修改软件控制逻辑。 3 AVR性能检测实验方案 华北电网发电机励磁系统主要有四种类型：常规三机励磁、自并励、两机它励、无刷高起始励磁系 统，选择两种主要励磁系统(即自并励励磁系统、常规三机励磁系统)进行实验。 用RTDS建立包括发电机及其励磁、调速系统、PSS、主变压器、主断路器以及等值无穷大电源的电 力系统仿真环境，向AVR装置提供所需要的发电机定子电压、定子电流、转子电流、转子电压、发电机 主断路器位置节点等模拟信号和数字信号。将AVR装置输出的控