9.2.1发电机励磁系统由励磁功率部分、励磁控制部分组成，见图2。 9.2.2励磁控制部分实现励磁稳定控制和限制功能，由电压电流测量与附加调差环节、PID或软反馈 校正环节、功率控制环节、补偿励磁机时间常数的反馈环节、顶值限制环节、VFL环节、OEL环节和 UEL环节等组成

b）交流励磁机励磁系统； c）静止励磁系统。

b）交流励磁机励磁系统；

9.3静止励磁系统功率部分模型

新闻出版标准静止励磁系统包括自并励静止励磁系统（见图3）、恒电压源供电的静止励磁系统（见图4） 串联的复励静止励磁系统（见图5）

图3自并励静止励磁系统

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图4恒电压源供电的静止励磁系统

9.3.2自并励静止励磁系统功率部分模型

图5交流侧串联自复励静止励磁系统

模型采用三相全波可控整流和余弦移相方式的自并励励磁系统功率部分可建立图6所示的功率部 分模型。其中，U.URMAx和U.URMIN分别表示实际输出的限幅受到发电机机端电压变动的影响。图6中 各变量均采用标幺值

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换弧压降系数计算方法见式（1）

图6自并励静止励磁系统功率部分模型

3UETkUeT2I Kc： 元USETN 1 式中： Kc 换弧压降系数，标么值（p.u.）； UETK 励磁变压器短路电压，标么值（P.u.）； UeT 励磁变压器二次额定线电压，单位为伏（V）； I 磁场电流基准值，单位为安（A）； U 磁场电压基准值，单位为伏（V）； SeTN 励磁变压器额定容量，单位为伏安（VA）。 调节器输出上限计算方法见式（2），下限计算方法见式（3）。 URMIN =1.35UET COS αMAx/UB ·（2） URMAx =1.35UeT cOS αMIN/UB ··（3) 式中： URMIN AVR的最小输出电压，标么值（p.u.）； UeT 励磁变压器二次额定线电压，单位为伏（V）； αMAX 可控整流器的最大控制角，单位为度（°）； UB 发电机磁场电压基准值，单位为伏（V）； URMAX AVR的最大输出电压，标么值（p.u.）； αMIN 可控整流器的最小控制角，单位为度（）。 调节器输出限幅值可通过发电机空载大扰动试验求得，见附录B。获得的磁场电压最大值需要按 同一时刻时的发电机电压、磁场电流和K。进行修正

9.3.3恒电压源静止励磁系统功率部分模型

恒电压源静止励磁系统功率部分模型见图7。Kc按照式（1）计算，URMAx和URMIN按照式（2）和 式（3)计算。电源来自励磁机电枢的交流励磁机可控整流励磁系统功率部分模型与本模型相同。图7 中各变量均采用标么值

9.3.4交流侧串联自复励静止励磁系统功率部分模型

9.4交流励磁机励磁系统功率部分模型

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图7恒电压源静止励磁系统功率部分模型

交流励磁权励感系统可分为交 交流励磁机不可控整流器励磁 机可控整流器励磁系统见图9

图8有副励磁机的交流励磁机不可控整流器励磁系统

9.4.2.1模型框图

图9交流励磁机静止可控整流器励磁系统

有励磁变的交流励磁机不可控整流器励磁系统

采用三相全波整流的、有副励磁机的 、可控整流器励磁系统功率部分模型如图11 该模型包括不可控整流器（静止和旋 ）和交流励磁机两部分

9.4.2.2交流励磁机空载特性测量

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有副励磁机的交流励磁机不可控整流器励磁系统

断开发电机转子灭磁开关，保持励磁机额定转速不变。测量励磁机电枢交流电压和励磁机磁场 从零到强励对应值。将励磁机电枢交流电压乘以1.35倍转为直流电压后绘制励磁机空载特性曲 可测整流后的直流电压，此时直流侧负载以足够保证整流器导通为限

9.4.2.3交流励磁机负载特性测量

9.4.2.4交流励磁机空载时间常数测量

交流励磁机空载时间常数TE在励磁机空载条件下用阶跌法测定，阶跌时交流励磁机磁场电压的 波形应为理想阶跃波形。也可在励磁机负载条件下用频率响应法确定。对于无刷励磁系统，只能在励 滋机负载条件下测试。根据不同的试验条件可采取下列测试方法： 交流励磁机在空载条件下，采用励磁调节器手动定控制角方式使交流励磁机磁场电压正向或 负向阶跌，测录交流励磁机电枢电压上升或下降曲线，当变化量达到0.632时所需的时间即 为T； 一交流励磁机在空载条件下，利用手动励磁装置在励磁机电压不超过额定电压、阶跃量不小于 50%条件下合上或拉开手动柜交流侧开关，测录交流励磁机电枢电压上升或下降曲线，当变化

量达到0.632时所需的时间即为TE 发电机空载，励磁调节器工作在自动方式，在励磁调节器电压相加点加人噪声信号，用频谱分 析仪测量交流励磁机磁场电流和磁场电压之间的频率特性，或发电机磁场电压对励磁机磁场 电压的频率特性，根据交流励磁机模型辨识得到T

9.4.2.5换弧压降系数

Kc 换弧压降系数，标么值（p.u.）； X 励磁机次暂态电抗，标么值（p.u.）； X2 励磁机负序电抗，标么值（P.u.）； UNe 励磁机电枢额定线电压，单位为伏（V）； IB 发电机磁场电流的基准值，单位为安（A）； UB 发电机磁场电压的基准值，单位为伏（V）； SNe 励磁机额定容量，单位为伏安（V·A）。 整流器的换弧角小于60°时励磁系统输出值见式（5）。式中各变量均采用标么值。

U：一一发电机励磁电压； Ue一励磁机输出直流电压； Kc一换弧压降系数； I一一发电机励磁电流。 励磁机励磁系统模型未包含副励磁机电抗引起换弧压降的影响。励磁系统的换弧压降影响显 需要进行功率部分增益实测和 文副励磁机电压等方法表示该影响

.4.2.6交流励磁机饱和

SEMAX、SE0.75MAX、Seo分别为发电机强励电压、75%发电机强励电压和发电机额定磁场电压下的励磁 机饱和系数。由图12励磁机空载饱和曲线和空载气隙线、按照式（6）确定Sε（Ue）。图12中的纵坐标 为励磁机输出直流电压，横坐标为励磁机磁场电流，一般用标幺值表示。当式（5）条件满足时，以式（7）

Ue 励磁机输出直流电压； Sε（U）一励磁机输出直流电压为U时对应的励磁机饱和系数； C 励磁机空载饱和曲线上与励磁机输出电压U对应的励磁机励磁电流： B 气隙上与励磁机输出电压Ue对应的励磁机励磁电流

UEMAx =UmMAx (1+ ) /3

标引序号和符号说明： 励磁机空载饱和曲线对应的气隙线 励磁机空载饱和曲线： 励磁机恒定电阻饱和曲线： 恒定电阻饱和曲线上与励磁机输出电压U：对应的励磁机励磁电流； 励磁机空载饱和曲线上与励磁机输出电压Ue对应的励磁机励磁电流 气隙上与励磁机输出电压U对应的励磁机励磁电流

9.4.2.7三相全波不可控整流器调节特性

三相全波不可控整流器模型见图13。图中各变量均采用标幺值。

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图12求取饱和系数的励磁机空载和负载特性

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图13不可控三相全波整流桥模型

采用式（4)计算Kc时，FEx采用式（9)形式。 式中各变量均采用标么值

式中： IN 规格化电流； 换弧压降系数； I：—励磁机负载电流即发电机磁场电流； U——励磁机输出的直流电压；

9.4.2.8去磁系数

9.4.2.9自励系数

发电机励磁侧电量与励磁机励磁侧电量的静态关系见式（11）。式中各变量均采用标幺值。

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/3 式中： Uef 励磁机磁场电压； I ef 励磁机磁场电流； U: 发电机磁场电压； Kc 换弧压降系数； SE 励磁机空载饱和系数； Kp 励磁机去磁系数

9.4.2.11励磁机的限幅值

9.4.2.12调节器输出限幅值

副励磁机电压随负荷的增大而降低，强励时副励磁机电压下降系数KE对永磁机可取85 %，对自励恒压副励磁机可取90%～95%。调节器输出限幅值可以通过发电机大扰动试验求得 录B。调节器最大输出电压和最小输出电压，按照式（12）、式（13)计算

1.35K epUaecOs αMN URMAX= U.n

URMAX= 1.35K EpUaCOS αMIN +++++++++++++++++++( 12)

URMAX 调节器输出最大限幅值： KEP 强励时副励磁机电压下降系数； Ua 发电机额定负载下的副励磁机电枢线电压值，单位为伏（V）； αMIN 可控整流器最小控制角，单位为度（）； U 励磁机磁场电压基准值，单位为伏（V）。

URMIN 调节器输出最大限幅值； αMAX 可控整流器最大控制角，单位为度（）

9.4.3交流励磁机可控整流器励磁系统功率部分

1.35KepU..cOs αMAX URMIN= U.R

1.35KepU.COSs MA) U.

交流励磁机可控整流器励磁系统中的交流励磁机均为自并励恒压交流励磁机，其功率部分模型 7。模型中设定交流励磁机电压调节器可以维持电枢电压恒定。交流励磁机的换弧压降系数K。 （14)计算。URMAx和URMIN按照式（15）和式（16）计算。调节器输出限幅值可以通过发电机大扰动 求得，见附录B

式中： Kc 换弧压降系数，标么值（p.u.）； Xae 主励磁机直轴次暂态电抗，标么值（p.u.）； X2e 主励磁机负序电抗，标幺值（p.u.）； UNe 主励磁机额定电压，单位为伏（V) Ia 发电机磁场电流的基准值，单位为安（A)； U 发电机磁场电压的基准值，单位为伏（V)；

式中： Kc 换弧压降系数，标么值（p.u.）； Xe 一 主励磁机直轴次暂态电抗，标么值(p.u.）； X2e 主励磁机负序电抗，标幺值（p.u.）； UNe 主励磁机额定电压，单位为伏（V)； Im 发电机磁场电流的基准值，单位为安（A）； U 发电机磁场电压的基准值，单位为伏（V)：

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一励磁机额定容量，单位为伏安（VA）

1.35UeAcCOS αMIN URMAx = Um (15） 式中： URMAX 调节器输出最大限幅值： KEP 强励时副励磁机电压下降系数； U. 发电机额定负载下的副励磁机电枢线电压值，单位为伏（V）； αMIN 可控整流器最小控制角，单位为度（°）； U 发电机磁场电压的基准值.单位为伏（V）

URMIN 一调节器输出最大限幅值； 一可控整流器最大控制角，单位为度（°）

9.4.4有励磁变的交流励磁机不可控整流器励磁系统功率部分模型

URMAX= 1.35U.AC COS αMIN Un

1.35U.ACCOS QMAX UrB

1.35UAcCOS αMA UB

采用三相全波整流的、有励磁变的交流励磁机不可控整流器励磁系统功率部分模型见图14，该 括不可控整流器和交流励磁机模型，其中不可控整流器包括静止和旋转两种类型

图14有励磁变的交流励磁机不可控整流器励磁系统功率部分模型

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流器励磁系统功率部分模型的区别：调节器输出限制值与发电机电压有关；URMAx和URMIN用式（12）、 式（13)计算；Ua为机端变二次侧额定线电压，且Kep=1。调节器输出限幅值可以通过发电机大扰动试 验求得，见附录B。 其他参数的计算与有副励磁机的交流励磁机不可控整流器励磁系统功率部分模型参数计算相同

直流励磁机励磁系统见图15.直流励磁机模型见图16

图15直流励磁机励磁系统

图16直流励磁机模型

9.5.3直流励磁机饱和系数S

直流励磁机模型饱和系数SE是U?的函数，由图12励磁机空载和负载特性曲线按照式（ 和系数S

际励磁机的他励安匝数与总安匝数之比计算自励

9.5.5励磁机时间常数

按照式(10)计算去磁系数Kn，其中令Kc=0

9.6.1电压电流测量与附加调差

电压测量与附加调差单元的模型如图17所示

9.6.2PID和软反馈校正

图17电压测量与调差单元模型

PID校正环节包括串联型和并联型，见图18和图19。软反馈校正环节见图20，以发电机磁场 周节器输出或励磁机磁场电流为其输入信号。励磁系统模型以UrE表示励磁机磁场电流，在非限 ，调节器输出电压的静态标么值与U静态标幺值相同

符号说明： K.Kv 一增益； TI、T,、T:、T.—时间常数。

9.6.3补偿励磁机时间常数的反馈

8串联型PID校正环节

9并联型PID校正环节

图20软反馈校正环节

补偿励磁机时间常数的反馈单元可等效为一个比例环节。反馈单元输人信号为发电机磁场电压或 励磁机磁场电流。测量该环节输人输出数据，将输入输出按照计算基准值折算后，获得比例反馈系数

三相全控整流桥功率控制环节包括移相和可控整流桥两部分。移相环节的输入是调节器的控制电 压U。，如采用余弦移相，U。为士1时对应可控整流器控制角为0°和180°，则功率控制环节的放大倍数 K计算见式（17）。

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式中： U品—一换弧压降前的直流电压，标么值（p.u.）； U。控制电压，标么值（p.u.）； U.一一整流桥交流侧线电压，单位为伏（V）： UB一一调节器输出电压基准值，单位为伏（V）。 功率控制环节的延时特性作一阶惯性环节处理，其时间常数取下述两个时间之大者：调节器对控制 角调整的平均延时和相邻触发脉冲的时间间隔。当延时不大于10ms时可以不予计及。 三相全波整流电路采用非余弦移相，或功率控制采用定频调宽方式时，环节增益应采用额定工况处 线性化处理的方法确定，调节器输出限幅值应按实际可控特性计算，并且经过发电机空载大扰动试验 校核。

顶值限制包括顶值电压限制和顶值电流瞬时限制。顶值限制对暂态稳定计算结果有影响，应构建 符合实际的顶值限制模型，设置符合实际的限制值 顶值限制值可通过大扰动试验或静态试验获取

UEL应构建符合实际的模型，设置符合实际的限制值。UEL通用模型见附录D。

混凝土标准规范范本图21单输入信号PSS模型

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图22加速功率型PSS模型

按照规定的基准值将实际的增益折算为标么化的增益。对PSS输出信号，当PSS撤出加人到 AVR电压相加点上时PSS输出信号的基准值应与发电机电压的基准值相同；当PSS输出加人到AVR 电压相加点后的某环节的输出点时，PSS输出信号的基准值与该输出点信号的基准值相同，以保证计算 模型的正确性 需要获得PSS信号的测量时间常数。数字式调节器的PSS信号测量存在随机的纯滞后时间，可以 进行多次阶跃试验获得平均纯 该平均纯滞后时间

广播电视影视标准10计算模型的选择与参数处理

10.1等同计算模型选择及参数处理

10.1.1等同计算模型宜采用电力系统稳定分析程序中已有的励磁系统模型，无适用模型时可采用自 定义模型。 10.1.2实测模型的控制部分、电压测量、顶值限制和PSS环节结构与标准模型一致时，直接采用标准 模型；不一致时，可通过等值变换获得稳定计算用环节模型。 10.1.3PSS输出信号相加点、用作励磁稳定器的软反馈和用作减少励磁机时间常数的反馈相加点与 实测模型一致。 10.1.4当并联型PID转换为串联型PID且不出现非负实数根时，认为并联型PID与串联型PID有 致的结构，可将并联型PID转换为串联型PID。 10.1.5当实测模型中有多个限幅时，可采用稳定计算用模型的限幅替代。 10.1.6当实测模型中存在多个串联的小时间常数惯性环节时，宜合并为一个时间常数不小于10ms 的一阶惯性环节。 10.1.7稳定计算用模型中多余的环节应设置相应参数使其不起作用。 10.1.8当发电机空载和负载下调节器参数或限制值不同、且对试验结果产生显著影响时，应在建模报 告中提供空载和负载下的参数