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电　力　系　统　自　动　化 1997 年 9 月　　　　　　　 　　　　　　　第 21 卷　第 9 期 35 A utom ation of E lectric Pow er System s 采用交流励磁控制发电机提高系统的暂态稳定性 颜湘武　王仁洲 柳　焯 (华北电力大学电力系　071003　保定) 　　 ( 哈尔滨工业大学　150001　哈尔滨) 摘　要　论述并试验验证了交流励磁发电机可以通过励磁来控制发电机转子的转速或发电机的有 功功率, 发现并证明了交流励磁发电机所特有的“有功功率暂态频率特性”。应用这一特性, 将显著 提高电力系统的暂态稳定能力, 实现电力系统暂态稳定的可控性。 关键词　交流励磁　暂态稳定　发电机 0　引言 其功率与滑差的关系曲线如图 1。即交流励磁发电 机在任一滑差运行点均有同样的静态稳定能力。只 电力系统的发展趋势是容量逐渐加大、传输距 要运行点功率不超过静态稳定极限 P m ax = (E ′ 离日益加长、输电电压不断提高, 这使得电力系统的 U ) X ′, 系统都是静态稳定的。因此, 可以考虑按最 稳定等问题愈来愈突出。早在 50 年代, 欧、美等国家 佳运行效率来确定交流励磁发电机的运行工作点。 就在寻求采用新的途径解决电力系统稳定等问题的 时候, 提出并开始研究交流励磁发电机[ 1, 2 ]。本文探 讨了采用交流励磁控制的发电机来改善发电机电源 特性以提高电力系统暂态时域内稳定的可能性。 1　交流励磁发电机的原理和特性 常规同步发电机采用直流励磁方式, 因此, 同步 发电机只能固定在同步转速下运行; 而交流励磁发 图 1　有功功率与滑差关系曲线 1　 - 电机采用三相绕线式转子结构, 当通过滑环给转子 F ig Power slip curve 通以三相对称的交流电流时, 则在电机气隙中产生 (2) 控制交流励磁电流频率可以改变发电机的 转子转速。转子的转速与从定子一侧观察的磁场的 ( ) 一个绕转子旋转的磁场。当转子转速 N m 与转子励 ( ) 旋转速度的关系为: 磁产生的旋转磁场转速 N e 相加等于系统同步速 ( ) N 0 = N e + N m (3) N 0 , 则发电机异步运行, 却具有同步发电机一样 ( ) 的电气性能。从而打破了机电动力系统必须严格同 式中　N 0 为气隙磁场的旋转速度 同步转速 ;N m [ 3 ] 为转子旋转的电角速度;N e 为转子侧磁场在 步运行的传统观念 。 ( (1) 交流励磁发电机具有广泛的稳定运行范