近年来,我国电网正在快速向着大型化发展,由于大容量机组的广泛使用使得小干扰稳定、低频振荡以及系统故障等问题日益严重。提高电力系统运行的稳定性和可靠性变的尤为突出。同步发电机励磁系统对提高电力系统稳定性及可靠性起着至关重要的作用。提高发电机励磁系统的控制性能,被认为是改善发电机稳定性的最有效和最经济的措施之一。目前,大、中型发电机组的励磁系统普遍采用自并励励磁方式。本文首先详细分析了自并励励磁方式的优缺点,在此基础上对1000MW水轮发电机自并励励磁系统主回路的参数进行了计算,包括励磁变压器容量计算;整流电路可控硅的选择;可控硅故障时的短路电流计算以及灭磁时间的计算。其次,建立了自并励励磁系统的数学模型。对PID励磁控制方式进行了阐述,并给出了PID参数的整定方法。然后,分析了电力系统低频振荡的简化模型(Heffron-Philips模型),并根据该模型分析了负阻尼产生的物理机制,确立了电力系统稳定器的仿真模型,并对以转速偏差为输入信号的电力系统稳定器和以功率偏差为输入信号的电力系统稳定器进行了分析。文中最后利用MALAB/Simulink软件,建立了单机—无穷大系统仿真模型,通过对模型进行小扰动及三相对地短路故障的仿真分析,证明了励磁系统中各参数选择的正确性,从而对自并励励磁系统在1000MW水轮发电机中的应用提供了依据。