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[摘 要]随着电力系统的发展，系统运行越来越复杂化，这就增加了保证系统正常运行的难度，使得电网安全问题日益突出。同步发电机作为电力系统中的基本环节，是保证电网安全经济运行的基础。而提高发电机励磁系统的控制是维护同步发电机稳定性的重要方法。
[关键词]同步发电机 励磁系统 影响
中图分类号：TQ566 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0320-01
随着我国用电水平的提高，对电力系统的运行要求也越来越高。同步发电机作为电力系统的基础环节，应得到安全有效的控制。发电机励磁系统对与提高系统机组发挥着很大的作用。本文结合励磁系统的特点，探讨了发电机励磁系统对电网运行的影响。
一、励磁系统的组成
励磁系统是为同步发电机提供励磁电流的电力设施。其组成部分包括励磁调节器和励磁功率单元。
励磁功率单元的作用是向同步发电机的转子输送励磁电流。励磁调解器的工作方式是根据信号和调解准则对励磁功率单元进行控制。这两者组合，成为了同步发电机的励磁控制系统。
二、发电机的励磁方式
1、直流励磁式
直流励磁发电机的励磁机与发电机处于同一轴线，发电机内部的励磁缠绕线圈在经过滑环和固定电刷时，产生电磁感应现象，在励磁机中产生直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立、工作平稳、损耗较少的特点。但是励磁调节控制不灵敏，不容易维护。
2、交流励磁式
交流励磁机安装在发电机的转轴上，它产生的交流电流会传输到同步发电机的转子上励磁，这叫做发电机的他励磁。又因为他采用了静止整理装置也叫静止励磁。为了提高发电机的励磁调解速度，一般采用中频发电机。这种励磁方式有着调解精度高，调解速度快的优点。
三、励磁系统的作用
①可以跟据同步电机的负载大小调解相应的励磁电流，从而稳定电力系统的电压。②能够控制发电机并列运行时的静态稳定性、暂态稳定性和无功功率分配。③在发电机出现故障时可以进行灭磁操作，从而减少故障的损失。④根据运行要求可以对发电机进行励磁限制。
四、励磁系统的调节机理
调节发电机的励磁电流时，不能直接在发电机的转子回路中完成。原因是发电机的回路电流很大不能直接调节。一般情况采用调节励磁机的励磁电流的方法来实现调节发电机的励磁电流。
励磁系统可以通过改变励磁机的电阻、附加励磁电流和调节可控硅的导通角来实现。其中调节可控硅的导通角是通过改变发电机各个参数的来进行调节发电机励磁电流的。
五、励磁系统的特点
能够自动调节的励磁系统本质上就是一个以电压为变化量的负反馈控制系统。造成电机电压不稳定的原因主要是无功负荷电流。励磁电流未变化时，发电机的端电压会随着无功电流的增大而降低。如若保持端电压不变，就应该调节发电机的励磁电流来维持电压稳定。
当发电机与电力系统并联时，可以看做是与无限大的电源母线运行。如果要改变发电机的励磁电流，感应电势和定子电流也要跟着变化。这时，如果要减少发电机的无功功率就要调节励磁电流。
根据并联发电机的额定参数，按照相应比例对无功电流进行分配。也就是，大容量发电机用负担较多负荷，小容量发电机应负担小部分负荷。利用自动高压调节的励磁装置可以自动分配无功电荷。
六、发电机励磁系统对电网运行的影响
在电网运行中，维持稳定质量的电压是非常重要的指标。电网的电压稳定与发电机的无功功率有关。无功功率越大，导致电网端电压就越不稳定。从而就会严重影响电力系统的安全运行。
控制调节无功电源是解决电压问题的关键所在。在电网运行中同步发电机就是常见的无功电源。它有着调节范围大、调节灵敏、调节精准等特点。对于稳定电网电压有着极其重要的作用。励磁系统调差系数是同步发电机无功电压外特性的重要的参数。励磁系统调差系数的大小直接影响到电网电压的水平。
励磁系统调差系数是发电机高压侧母线电压和无功功率之间的无特性关系，分为正调差、负调差和零调差。调差系数的大小直接会影到电网的安全运行，参数越大就表示电网电压波动越大越不稳定，从而影响电压质量和增加运行风险。参数过小就会引起发电机产生很多无用功，也会导致发电机组的负荷分布不均。所以说，科学合理的整定励磁系统的调差系数是相当重要的。
为了减少励磁系统调差系数对电网运行的影响，应该进行分区优化整定。电网的电压水平与无功功率有很大关系，为了保持正常电压，无功电源就应该满足无功负荷和无功损耗的的需求。要注意避免在没有平衡无功功率时，长距离输电。
不同的地区无功负荷也不尽相同。这就要求具体情况具体分析，针对具体的情况制定不同的控制策略。对于不同地区的发电机励磁系统调差系数也要提出不同要求的整定方案。
把电力系统的励磁系统调差控制分区，可以将大规模的电网分为几个小规模进行逐个优化，从而降低了调差系数优化的困难。应当把优化励磁系统调差系数作为提高电力系统电压水平的重点，加以重视。励磁系统调差系数的分区整定其优点在于，能有效提高整定方案的分布合理性。如果不采用才方法，则会导致节点的电压复制会超出合格的范围。
励磁系统调差系数的整定应该遵循以下原则：①励磁系统调差系数时应分区整理；②具体地区具体分析，制定相符合的整定目标；③分区后应保证主要的节点上要满足相应的约束要求。④各个区域之间的联络线的无功功率应控制在规定范围之内。⑤同一母线的发电机励磁调差系数要相同。
同步发电机的励磁控制系统不仅能够维持控制点的电压正常水平，还能提高电力系统运行的稳定性。也是改善电力系统稳定做事中做简单有效的措施。暂态稳定是电力系统手打扰动后的稳定性。励磁系统的控制作用主要表现在三个方面：
（1）励磁系统的强励磁值倍数
提高励磁系统的强励磁倍数是提高电力系统暂态稳定的主要途径。提高励磁系统强励磁倍数的要求与提高调压的准确度是可以同时进行的。
（2）励磁系统的顶值电压响应比、
当励磁系统顶值电压的响应比越大时，励磁系统的输出电压达到顶值的时间就越快，从而就提高了暂态稳定。顶值电压的响应比是有励磁系统的类型决定的，然而励磁控制器的控制和参数对于电压的响应比也是非常有影响的。质量较高的励磁控制器可以将慢速励磁加速成一个高起始的励磁系统。一般情况下，增大勵磁控制系统的开环增益就可以提高励磁相应比和电压调节精度。
（3）励磁系统倍数的利用程度
能够充分利用励磁倍数，也是改善暂态稳定的一个重要方法。在电力系统运行中，遇到电力系统发生故障时，励磁系统的输出电压不能达到顶值时，或者维持顶值的时间较短。从而可以得出，励磁系统的倍数没有得到发挥。解决这些问题的根本办法就是要提高励磁控制系统的开环增益，其越大励磁倍数就能利用的越充分，调压精度也就越高，从而有效的改善电网的暂态稳定。
结束语：
当今社会的发展早已离不开电力资源的供应。维持电网的稳定运行就能保障人民生产生活的稳定发展。希望能够通过对发电机励磁系统对电网运行影响的研究分析来寻找保障电网安全经济运行的方法，从而能够使我们更加科学从容的解决电网运行问题。
参考文献
[1].安军；穆钢；郑太一；王明星；刘柏林；姜旭.改善电网电压水平的发电机励磁系统调差系数优化策略[J].电力系统自动化.2013.（23）：99-101.
[2].王明星；穆钢；安军；徐兴伟；刘柏林.电力系统多时段多目标的发电机励磁系统调差系数优化整定[J].电网技术.2013.（11）：285-287.
[3].石雪梅；汪志宏；桂国亮；戴申华.发电机励磁系统数学模型及参数对电网动态稳定性分析结果影响的研究[J].继电器.2011.（21）：178.
[关键词]同步发电机 励磁系统 影响
中图分类号：TQ566 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0320-01
随着我国用电水平的提高，对电力系统的运行要求也越来越高。同步发电机作为电力系统的基础环节，应得到安全有效的控制。发电机励磁系统对与提高系统机组发挥着很大的作用。本文结合励磁系统的特点，探讨了发电机励磁系统对电网运行的影响。
一、励磁系统的组成
励磁系统是为同步发电机提供励磁电流的电力设施。其组成部分包括励磁调节器和励磁功率单元。
励磁功率单元的作用是向同步发电机的转子输送励磁电流。励磁调解器的工作方式是根据信号和调解准则对励磁功率单元进行控制。这两者组合，成为了同步发电机的励磁控制系统。
二、发电机的励磁方式
1、直流励磁式
直流励磁发电机的励磁机与发电机处于同一轴线，发电机内部的励磁缠绕线圈在经过滑环和固定电刷时，产生电磁感应现象，在励磁机中产生直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立、工作平稳、损耗较少的特点。但是励磁调节控制不灵敏，不容易维护。
2、交流励磁式
交流励磁机安装在发电机的转轴上，它产生的交流电流会传输到同步发电机的转子上励磁，这叫做发电机的他励磁。又因为他采用了静止整理装置也叫静止励磁。为了提高发电机的励磁调解速度，一般采用中频发电机。这种励磁方式有着调解精度高，调解速度快的优点。
三、励磁系统的作用
①可以跟据同步电机的负载大小调解相应的励磁电流，从而稳定电力系统的电压。②能够控制发电机并列运行时的静态稳定性、暂态稳定性和无功功率分配。③在发电机出现故障时可以进行灭磁操作，从而减少故障的损失。④根据运行要求可以对发电机进行励磁限制。
四、励磁系统的调节机理
调节发电机的励磁电流时，不能直接在发电机的转子回路中完成。原因是发电机的回路电流很大不能直接调节。一般情况采用调节励磁机的励磁电流的方法来实现调节发电机的励磁电流。
励磁系统可以通过改变励磁机的电阻、附加励磁电流和调节可控硅的导通角来实现。其中调节可控硅的导通角是通过改变发电机各个参数的来进行调节发电机励磁电流的。
五、励磁系统的特点
能够自动调节的励磁系统本质上就是一个以电压为变化量的负反馈控制系统。造成电机电压不稳定的原因主要是无功负荷电流。励磁电流未变化时，发电机的端电压会随着无功电流的增大而降低。如若保持端电压不变，就应该调节发电机的励磁电流来维持电压稳定。
当发电机与电力系统并联时，可以看做是与无限大的电源母线运行。如果要改变发电机的励磁电流，感应电势和定子电流也要跟着变化。这时，如果要减少发电机的无功功率就要调节励磁电流。
根据并联发电机的额定参数，按照相应比例对无功电流进行分配。也就是，大容量发电机用负担较多负荷，小容量发电机应负担小部分负荷。利用自动高压调节的励磁装置可以自动分配无功电荷。
六、发电机励磁系统对电网运行的影响
在电网运行中，维持稳定质量的电压是非常重要的指标。电网的电压稳定与发电机的无功功率有关。无功功率越大，导致电网端电压就越不稳定。从而就会严重影响电力系统的安全运行。
控制调节无功电源是解决电压问题的关键所在。在电网运行中同步发电机就是常见的无功电源。它有着调节范围大、调节灵敏、调节精准等特点。对于稳定电网电压有着极其重要的作用。励磁系统调差系数是同步发电机无功电压外特性的重要的参数。励磁系统调差系数的大小直接影响到电网电压的水平。
励磁系统调差系数是发电机高压侧母线电压和无功功率之间的无特性关系，分为正调差、负调差和零调差。调差系数的大小直接会影到电网的安全运行，参数越大就表示电网电压波动越大越不稳定，从而影响电压质量和增加运行风险。参数过小就会引起发电机产生很多无用功，也会导致发电机组的负荷分布不均。所以说，科学合理的整定励磁系统的调差系数是相当重要的。
为了减少励磁系统调差系数对电网运行的影响，应该进行分区优化整定。电网的电压水平与无功功率有很大关系，为了保持正常电压，无功电源就应该满足无功负荷和无功损耗的的需求。要注意避免在没有平衡无功功率时，长距离输电。
不同的地区无功负荷也不尽相同。这就要求具体情况具体分析，针对具体的情况制定不同的控制策略。对于不同地区的发电机励磁系统调差系数也要提出不同要求的整定方案。
把电力系统的励磁系统调差控制分区，可以将大规模的电网分为几个小规模进行逐个优化，从而降低了调差系数优化的困难。应当把优化励磁系统调差系数作为提高电力系统电压水平的重点，加以重视。励磁系统调差系数的分区整定其优点在于，能有效提高整定方案的分布合理性。如果不采用才方法，则会导致节点的电压复制会超出合格的范围。
励磁系统调差系数的整定应该遵循以下原则：①励磁系统调差系数时应分区整理；②具体地区具体分析，制定相符合的整定目标；③分区后应保证主要的节点上要满足相应的约束要求。④各个区域之间的联络线的无功功率应控制在规定范围之内。⑤同一母线的发电机励磁调差系数要相同。
同步发电机的励磁控制系统不仅能够维持控制点的电压正常水平，还能提高电力系统运行的稳定性。也是改善电力系统稳定做事中做简单有效的措施。暂态稳定是电力系统手打扰动后的稳定性。励磁系统的控制作用主要表现在三个方面：
（1）励磁系统的强励磁值倍数
提高励磁系统的强励磁倍数是提高电力系统暂态稳定的主要途径。提高励磁系统强励磁倍数的要求与提高调压的准确度是可以同时进行的。
（2）励磁系统的顶值电压响应比、
当励磁系统顶值电压的响应比越大时，励磁系统的输出电压达到顶值的时间就越快，从而就提高了暂态稳定。顶值电压的响应比是有励磁系统的类型决定的，然而励磁控制器的控制和参数对于电压的响应比也是非常有影响的。质量较高的励磁控制器可以将慢速励磁加速成一个高起始的励磁系统。一般情况下，增大勵磁控制系统的开环增益就可以提高励磁相应比和电压调节精度。
（3）励磁系统倍数的利用程度
能够充分利用励磁倍数，也是改善暂态稳定的一个重要方法。在电力系统运行中，遇到电力系统发生故障时，励磁系统的输出电压不能达到顶值时，或者维持顶值的时间较短。从而可以得出，励磁系统的倍数没有得到发挥。解决这些问题的根本办法就是要提高励磁控制系统的开环增益，其越大励磁倍数就能利用的越充分，调压精度也就越高，从而有效的改善电网的暂态稳定。
结束语：
当今社会的发展早已离不开电力资源的供应。维持电网的稳定运行就能保障人民生产生活的稳定发展。希望能够通过对发电机励磁系统对电网运行影响的研究分析来寻找保障电网安全经济运行的方法，从而能够使我们更加科学从容的解决电网运行问题。
参考文献
[1].安军；穆钢；郑太一；王明星；刘柏林；姜旭.改善电网电压水平的发电机励磁系统调差系数优化策略[J].电力系统自动化.2013.（23）：99-101.
[2].王明星；穆钢；安军；徐兴伟；刘柏林.电力系统多时段多目标的发电机励磁系统调差系数优化整定[J].电网技术.2013.（11）：285-287.
[3].石雪梅；汪志宏；桂国亮；戴申华.发电机励磁系统数学模型及参数对电网动态稳定性分析结果影响的研究[J].继电器.2011.（21）：178.