呂 齊， 周華良， 朱宏超， 姜 雷， 楊志宏， 張 吉

(1. 哥倫比亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院， New York 10027， 美國； 2. 南瑞集團(tuán)(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院)有限公司， 江蘇省南京市 211106； 3. 國電南瑞科技股份有限公司， 江蘇省南京市 211106； 4. 智能電網(wǎng)保護(hù)和運行控制國家重點實驗室， 江蘇省南京市 211106)

0 引言

勵磁調(diào)節(jié)器作為發(fā)電機組的核心控制系統(tǒng)，是保障機組及電網(wǎng)安全運行的關(guān)鍵要素，也是保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行最經(jīng)濟(jì)、最優(yōu)先采用的手段[1-3]。隨著電網(wǎng)互聯(lián)程度提高以及快速勵磁廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)低頻振蕩問題愈加突出，頻率0.2 Hz左右甚至更低的低頻振蕩時有發(fā)生，已成為影響電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行的最重要因素之一。傳統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器使用IEEE 421.5規(guī)定的2B型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)(簡稱為PSS2B)在這種頻段的抑制效果并不理想，需要在勵磁系統(tǒng)中配置更寬工作頻率的新型PSS。

另外，勵磁調(diào)節(jié)器從傳統(tǒng)發(fā)電領(lǐng)域擴(kuò)展到多種應(yīng)用場合[4-5]，如大型調(diào)相機、磁控電抗器，這些應(yīng)用對勵磁調(diào)節(jié)器提出了新的要求。新一代調(diào)相機對勵磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度、強勵能力等要求遠(yuǎn)高于常規(guī)勵磁[6]，其中電壓響應(yīng)時間小于40 ms、頂值電壓倍數(shù)不小于3.5、頂值電流倍數(shù)不小于2.5；磁控式高抗要求勵磁系統(tǒng)增加光纖實時通信能力[7-8]。隨著《智能水電廠公共信息模型技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布以及電廠智能化改造的加速，勵磁系統(tǒng)還需要具備符合IEC 61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化采樣功能[9-10]。

以往發(fā)電機組對勵磁調(diào)節(jié)器的網(wǎng)源協(xié)調(diào)性能要求不高，但隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，勵磁調(diào)節(jié)器控制環(huán)節(jié)的網(wǎng)源協(xié)調(diào)性問題日益突出[11]，國內(nèi)外多次大停電事故分析表明，若并網(wǎng)機組勵磁系統(tǒng)、電網(wǎng)保護(hù)等設(shè)備配置不合理，會引起保護(hù)誤動跳閘，導(dǎo)致事故停電范圍擴(kuò)大，因此，解決此問題對于電網(wǎng)的安全可靠運行具有重要意義。

本文針對勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)展面臨的現(xiàn)實需求，從靈活通用的角度出發(fā)，提出了能夠滿足勵磁控制多種應(yīng)用場合的勵磁調(diào)節(jié)器平臺技術(shù)方案，在設(shè)計及實現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)充分考慮了勵磁應(yīng)用的可靠性和電磁環(huán)境適應(yīng)性，構(gòu)建了全新的勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)用平臺，此平臺對勵磁調(diào)節(jié)器的設(shè)計開發(fā)提供豐富的組件和統(tǒng)一的接口，使得勵磁調(diào)節(jié)器能夠在平臺上靈活快速地實現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建與功能擴(kuò)展。該平臺兼容模擬或數(shù)字采樣，具備多種通信方式以及智能診斷等功能，通過平臺共性模塊和共性技術(shù)的靈活組合與配置，快速實現(xiàn)了勵磁系統(tǒng)在核電站、抽水蓄能電站、磁控電抗器、大型調(diào)相機等工程上的穩(wěn)定應(yīng)用。

1 勵磁控制新需求分析

根據(jù)當(dāng)前發(fā)展要求，新一代勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具備低頻振蕩抑制、主輔環(huán)協(xié)調(diào)控制、無功支撐、多場景支撐、智能診斷等多種功能。

1.1 低頻振蕩抑制

PSS是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性最經(jīng)濟(jì)的重要措施之一。為解決原動機增加有功時無功反調(diào)的問題，目前勵磁調(diào)節(jié)器普遍采用雙輸入PSS2B。然而隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，導(dǎo)致低頻振蕩頻率低至0.1 Hz左右[12]，PSS2B在這種低頻段表現(xiàn)為明顯的弱阻尼甚至負(fù)阻尼，對低頻振蕩的抑制作用有限。

1.2 主輔環(huán)協(xié)調(diào)控制

以往勵磁控制系統(tǒng)的研究更多關(guān)注的是勵磁系統(tǒng)主環(huán)的特性，當(dāng)電網(wǎng)或者發(fā)電機組發(fā)生故障時一般都伴隨著各種限制環(huán)節(jié)的作用，此時控制性能不再由主環(huán)決定，而取決于輔環(huán)，所以在電網(wǎng)或者發(fā)電機組發(fā)生故障時勵磁控制未必能夠達(dá)到預(yù)定的效果[13]。只有發(fā)揮輔環(huán)的控制性能才能夠提高勵磁系統(tǒng)在電網(wǎng)或者發(fā)電機組發(fā)生故障情況下的調(diào)節(jié)性能，進(jìn)一步提升勵磁系統(tǒng)可靠性，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

1.3 無功支撐

普通發(fā)電機的勵磁控制策略僅支持電壓閉環(huán)，輸出的無功功率隨系統(tǒng)電壓而變化，而在同步調(diào)相機應(yīng)用條件下，需要在正常穩(wěn)態(tài)運行時就將無功功率控制在某一設(shè)定值附近，以提高暫態(tài)情況下調(diào)相機的無功出力裕量，最大限度發(fā)揮調(diào)相機對交流電壓的支撐作用[14]。

1.4 多場景支撐

隨著智能電網(wǎng)和特高壓輸電的發(fā)展，勵磁調(diào)節(jié)器的應(yīng)用場合從傳統(tǒng)發(fā)電機拓展到了同步調(diào)相機、智能化電站、磁控式高抗等新領(lǐng)域，這對勵磁調(diào)節(jié)器的適應(yīng)性提出了新要求。例如，對于智能化電站，勵磁調(diào)節(jié)器須具備數(shù)字化接口及IEC 61850通信能力；對于磁控式高抗，勵磁系統(tǒng)的電流給定值由上位機下發(fā)，因此勵磁調(diào)節(jié)器需要具備滿足IEC 60044-8標(biāo)準(zhǔn)的雙向光纖通信能力等。多樣化的應(yīng)用需求要求新一代勵磁調(diào)節(jié)器平臺具備非常靈活的硬件擴(kuò)展能力、模塊化的軟件架構(gòu)以及高效的開發(fā)環(huán)境。

1.5 智能診斷

智能診斷功能實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，對于勵磁調(diào)節(jié)器的運行維護(hù)具有重要作用。以往勵磁調(diào)節(jié)器缺少錄波、事件記錄、時間管理等功能，狀態(tài)監(jiān)測手段欠缺，對勵磁系統(tǒng)運行狀態(tài)的診斷不夠完善。

2 平臺技術(shù)方案

新一代勵磁調(diào)節(jié)器平臺自下而上基于硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用平臺三級層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建，如圖1所示。硬件平臺包括電源模塊、開入模塊、管理模塊、采樣模塊、同步脈沖模塊、開出模塊，其中管理模塊完成平臺管理功能，采樣模塊完成同步采樣、計算、控制以及分布式通信功能。軟件平臺包括模擬/數(shù)字采樣模塊、數(shù)據(jù)交互模塊、統(tǒng)一編程接口模塊、通信模塊、錄波模塊、監(jiān)控模塊、人機界面模塊、事件記錄模塊、時間管理模塊、調(diào)試接口模塊。

以硬件、軟件平臺為基礎(chǔ)，面向應(yīng)用構(gòu)建同步采樣模塊、閉環(huán)控制模塊、冗余控制模塊、脈沖觸發(fā)模塊、智能診斷模塊等，可實現(xiàn)應(yīng)用功能的靈活部署。

圖1 新一代勵磁調(diào)節(jié)器平臺技術(shù)方案Fig.1 Technology scheme of new excitation regulator platform

2.1 新型多頻段電力系統(tǒng)穩(wěn)定器

本方案實現(xiàn)并優(yōu)化了新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(稱為PSS4B)模型，依據(jù)幅相頻非線性擬合方程，提出了一種以相位補償兼顧增益為目標(biāo)，跟蹤誤差最小化的優(yōu)化方法，計算各頻段PSS4B的參數(shù)，確保在存在0.2 Hz以下振蕩模式的電網(wǎng)中，勵磁系統(tǒng)能夠提供有效的正阻尼。圖2是電網(wǎng)振蕩頻率為0.14 Hz條件下的抑制效果圖。由圖2可見，通過配置模型與參數(shù)，PSS4B不但能夠在較高頻段提供比PSS2B更強的正阻尼，而且在較低頻段仍然能夠提供足夠的正阻尼，并且與無PSS相比，對0.2 Hz以下的低頻振蕩的抑制效果提高了3～5倍。

圖2 f=0.14 Hz條件下的振蕩抑制效果Fig.2 Oscillation suppression effect with f=0.14 Hz

2.2 主輔環(huán)協(xié)調(diào)控制

受原動機驅(qū)動極限、發(fā)電機制造工藝及系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的制約，發(fā)電機正常運行時必須對定子電流進(jìn)行限制。本設(shè)計開發(fā)了定子電流限制器，動作的時間特性符合GB/T 7064—2017《隱極同步發(fā)電機技術(shù)要求》；無功功率進(jìn)入死區(qū)時，能維持勵磁調(diào)節(jié)器的控制穩(wěn)定；并且動作時不屏蔽PSS等其他輔環(huán)的作用。

本文設(shè)計采用國際電工委員會的反時限模型，實現(xiàn)了電壓/頻率(V/Hz)反時限模型、過勵限制(over excitation limiters，OEL)模型和定子電流限制(stater current limiters，SCL)反時限模型，既能滿足最新國標(biāo)要求，又能實現(xiàn)與保護(hù)特性良好配合。

本文設(shè)計中欠勵限制器(under excitation limiters，UEL)實現(xiàn)了自適應(yīng)變參數(shù)控制，與固定參數(shù)控制相比，無功功率恢復(fù)到限制值的調(diào)節(jié)時間由4.5 s縮短到1.5 s，電機的功角擺動幅度減小4°左右，電機的功角穩(wěn)定裕量顯著增加。

本設(shè)計實現(xiàn)了PSS與低勵限制的協(xié)調(diào)控制，當(dāng)系統(tǒng)電壓突然升高時，勵磁系統(tǒng)既能快速地限制電機的進(jìn)相深度，避免保護(hù)誤動跳機，又能提供正阻尼，有效地抑制有功功率的低頻振蕩。

2.3 調(diào)相機控制策略

設(shè)計采用大時間常數(shù)的比例—積分—微分(PID)控制配合主環(huán)快速PID控制，將兩種控制分別在兩個不同的頻域?qū)崿F(xiàn)，避免了穩(wěn)態(tài)無功閉環(huán)控制對暫態(tài)電壓變化的影響，調(diào)相機勵磁系統(tǒng)主環(huán)控制模型如圖3所示。

圖3 調(diào)相機勵磁系統(tǒng)主環(huán)控制模型Fig.3 Chief loop control model of compensator excitation system

圖中KP，KI，KD分別為電壓主環(huán)控制PID參數(shù)；KQ和TQ為穩(wěn)態(tài)無功控制環(huán)PI參數(shù)；Uref為機端電壓參考值；U為機端電壓測量值；Tr為測量環(huán)節(jié)時間常數(shù)；Qref為穩(wěn)態(tài)無功環(huán)無功功率參考值；Qm為無功功率測量值；Ifd為勵磁電流；KC為換相系數(shù)；Efd為輸出勵磁電壓。本設(shè)計通過合理設(shè)置穩(wěn)態(tài)無功環(huán)時間常數(shù)TQ實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)控制和暫態(tài)控制之間的協(xié)調(diào)。穩(wěn)態(tài)時由無功閉環(huán)發(fā)揮主導(dǎo)作用；暫態(tài)時由電壓閉環(huán)實現(xiàn)快速強勵磁或強減磁。該控制策略簡單可靠。

2.4 多場景支撐方案

為適應(yīng)各種應(yīng)用場合，本勵磁調(diào)節(jié)器平臺在硬件、軟件、應(yīng)用三級架構(gòu)上均設(shè)計了相應(yīng)的功能模塊與接口。針對普通應(yīng)用場合，在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上增加了支持全球定位系統(tǒng)/北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的對時模塊、錄波模塊、事件記錄模塊；針對數(shù)字化應(yīng)用場合設(shè)計了適用于模擬或數(shù)字采樣的模塊、制造報文規(guī)范(MMS)通信模塊、面向通用對象變電站事件(GOOSE)通信模塊；針對調(diào)相機應(yīng)用場合設(shè)計了具有無功支撐能力的閉環(huán)控制模塊；針對磁控電抗器應(yīng)用場合設(shè)計了具備光纖通信接口的模塊。工程實施時只需投入相應(yīng)的功能模塊即可滿足應(yīng)用需求。

3 關(guān)鍵功能模塊設(shè)計

3.1 同步采樣模塊

同步采樣模塊基本原理如圖4所示。

圖4 同步采樣模塊Fig.4 Synchronous sample module

同步采樣模塊同時支持本地集中式雙AD采樣和分布式數(shù)字化采樣兩種方式，本地AD采樣基于高速串行外設(shè)接口(SPI)實現(xiàn)[15]，數(shù)字化采樣接口物理介質(zhì)采用光纖，通信協(xié)議采用IEC 60044-8或IEC 61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)[16]。本地采樣和數(shù)字化采樣通過采樣控制信號(CNVT)進(jìn)行同步，本地ADC在CNVT信號觸發(fā)下啟動，同時現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)通過光模塊向采集子單元發(fā)送采樣控制報文，采集子單元在收到采樣控制報文后完成采樣，并在固定時刻發(fā)回采樣值報文。FPGA收到所有采樣值后，通過硬中斷信號(INT)觸發(fā)數(shù)字信號處理器(DSP)，DSP從FPGA讀取采樣值進(jìn)行控制計算。

3.2 雙機冗余控制模塊

雙機實現(xiàn)冗余熱備用是保證勵磁調(diào)節(jié)器系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵功能之一，其設(shè)計原則是：以兩套勵磁調(diào)節(jié)器的狀態(tài)為依據(jù)，避免不必要的切換；杜絕雙套為從，避免雙套為主。為保證切換的可靠性與快速性，采用獨立的FPGA芯片實現(xiàn)通道切換邏輯。每套勵磁調(diào)節(jié)器均輸出本套為主及本套故障兩個開出量，同時接收他套為主及他套故障兩個開入量。以當(dāng)前A套為主運行，切換至B套的過程為例，如圖5所示，雙機切換流程如下。

當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)器收到手動切換命令或發(fā)生故障時，觸發(fā)雙套切換邏輯。此時，若B套正常，則將B套置主；若B套故障，則維持A套為主，不進(jìn)行切換。為確保勵磁系統(tǒng)在切換過程中不失控，只有確保B套為主之后，A套才被置為從。

圖5 勵磁調(diào)節(jié)器雙機切換原理圖Fig.5 Schematic of excitation regulator for double-machine switching

為實現(xiàn)“無擾切換”，維持切換過程中勵磁電壓、勵磁電流的穩(wěn)定，兩套勵磁調(diào)節(jié)器之間還通過高速總線實時交互切換信息。

3.3 閉環(huán)控制模塊

勵磁調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制模塊原理見附錄A圖A1。當(dāng)電網(wǎng)或者發(fā)電機組發(fā)生故障時，各種限制環(huán)節(jié)隨之發(fā)揮作用，勵磁系統(tǒng)的控制性能不再簡單地由主環(huán)決定，而是取決于輔環(huán)和主環(huán)的協(xié)調(diào)配合。通過提升輔環(huán)控制性能，該勵磁調(diào)節(jié)器顯著提升了勵磁系統(tǒng)在電網(wǎng)或者發(fā)電機組發(fā)生故障時的調(diào)節(jié)性能，提高了勵磁系統(tǒng)的可靠性。該勵磁調(diào)節(jié)器實現(xiàn)了UEL自適應(yīng)變參數(shù)控制，電機的功角穩(wěn)定裕量顯著增加，實現(xiàn)了PSS與低勵限制的協(xié)調(diào)控制。

3.4 脈沖觸發(fā)模塊

脈沖觸發(fā)模塊由脈沖計算模塊、脈沖發(fā)生模塊、功率放大模塊、脈沖回讀模塊、脈沖比較模塊組成。脈沖計算模塊輸出脈沖產(chǎn)生時刻，脈沖發(fā)生模塊根據(jù)此時刻，在檢測同步電壓過零點的基礎(chǔ)上經(jīng)過精確延時后輸出脈沖，功率放大模塊將弱電脈沖信號轉(zhuǎn)換成適合驅(qū)動晶閘管的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號，脈沖回讀模塊將晶閘管驅(qū)動信號采集后輸出到脈沖比較模塊，用于確認(rèn)觸發(fā)脈沖的正確性。

脈沖比較模塊的原理是：以同步電壓為基準(zhǔn)，實時檢測回讀的脈沖相位及數(shù)量與原始脈沖是否一致，進(jìn)而判斷脈沖是否存在錯誤。若脈沖存在異常，可精確定位至某一相，并在人機界面給出告警信號。

3.5 智能診斷模塊

勵磁系統(tǒng)及設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)測對提升勵磁調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性和可維護(hù)性具有重要作用，因此，本勵磁調(diào)節(jié)器充分利用自有采樣回路及傳感器對電源電壓、采樣基準(zhǔn)、核心模塊溫度、光功率等信息進(jìn)行采集，同時對CPU負(fù)荷進(jìn)行了實時統(tǒng)計，并對以上狀態(tài)量進(jìn)行合理性判斷，輸出報警或閉鎖信息。

同時勵磁調(diào)節(jié)器在運行中實時監(jiān)測機端電壓、同步電壓的頻率、相位、相序，若偏差超出允許范圍，可定位至某一相，并在人機界面給出告警信號。

本勵磁調(diào)節(jié)器內(nèi)置1 GB大容量存儲器，可脫離工控機獨立存儲100組波形，在開機、停機、故障、限制、試驗等工況下可自動錄波?；趯Ｓ貌ㄐ尾榭垂ぞ?，可以快速分析波形的階躍上升時間、振蕩次數(shù)、調(diào)節(jié)時間、阻尼比等關(guān)鍵參數(shù)，為試驗與故障分析提供依據(jù)。

4 可靠性設(shè)計

4.1 采樣防誤設(shè)計

為防止勵磁采樣回路及數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)主要考慮采取以下設(shè)計:①雙AD相互比較，基準(zhǔn)源監(jiān)視；②AD采樣數(shù)據(jù)傳輸增加循環(huán)冗余校驗(CRC)功能；③基于采樣控制信號對FPGA內(nèi)部SPI接口進(jìn)行同步復(fù)位；④混合采樣值傳輸增加和校驗功能。

4.2 脈沖觸發(fā)防誤設(shè)計

為保證觸發(fā)角度的正確性，避免處理器模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)總線異常導(dǎo)致的失控，勵磁調(diào)節(jié)器主DSP將觸發(fā)角度數(shù)據(jù)寫入FPGA后，必須經(jīng)過回讀校驗無誤后才確認(rèn)生效。若回讀的角度與寫入值不一致，則丟棄本次角度，沿用之前的觸發(fā)角度?；刈x角度若連續(xù)多次錯誤，主設(shè)備輸出觸發(fā)角度寫入故障告警，啟動雙套切換流程，保證運行的可靠性。

4.3 同步信號回路防誤設(shè)計

可靠的同步信號是勵磁調(diào)節(jié)器準(zhǔn)確發(fā)出觸發(fā)脈沖的基礎(chǔ)。勵磁調(diào)節(jié)器采用了二階主動式巴特沃斯濾波器，可以有效地濾除勵磁變副邊電壓中的高次諧波，消除換相缺口，準(zhǔn)確捕捉同步信號過零點，確保觸發(fā)脈沖的準(zhǔn)確性。

4.4 全面的電壓互感器斷線判據(jù)設(shè)計

發(fā)電機機端電壓互感器(TV)斷線是電廠常見故障之一，同時TV斷線也是誤強勵發(fā)生的主要誘因之一。本系統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器從以下三方面進(jìn)行設(shè)計，保證正確應(yīng)對TV斷線。

1)單套TV斷線：加快主備機切換，在1.6 ms內(nèi)完成主備平穩(wěn)切換，避免機端電壓上沖過高甚至跳機，保證切換過程中控制的可靠性。

2)增添負(fù)序電壓、電壓電流相關(guān)性等判據(jù)，可以準(zhǔn)確判斷單TV單相、多相斷線；雙TV單相、多相斷線等故障模式。

3)通過綜合定子電流條件，正確區(qū)分機端三相短路與雙TV三相斷線引起的電壓突降。

4.5 轉(zhuǎn)子電流冗余判斷設(shè)計

為了提高轉(zhuǎn)子電流的采樣可靠性，本勵磁調(diào)節(jié)器同時采集兩路直流轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行冗余判斷。在軟件處理方面采用以下策略。首先，判斷輸入直流電流分流計信號的有效性，如果超出合理范圍，則輸出相應(yīng)的通道故障并告警;其次，勵磁調(diào)節(jié)器通過采集機端電壓、有功功率、無功功率等信息，計算得到轉(zhuǎn)子電流的理論參考值。若實際采集的通道間差別過大，則使用與理論值接近的通道值;最后，若兩路信號均與理論值差別過大，則告警，退出與轉(zhuǎn)子電流相關(guān)的限制功能，如最小勵磁電流限制、最大勵磁電流限制、過勵限制等。

4.6 節(jié)點防粘連功能設(shè)計

當(dāng)遠(yuǎn)方離散控制系統(tǒng)(DCS)或者自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)的增減磁繼電器發(fā)生節(jié)點粘連時，勵磁調(diào)節(jié)器不應(yīng)持續(xù)增磁或減磁。在空載、負(fù)載工況下，勵磁調(diào)節(jié)器可針對電壓、電流給定值分別設(shè)置單次增減最大變化量、增減步長、增減間隔時間、給定最大值、給定最小值等參數(shù)，從而兼顧空載試驗對增減磁速度的要求以及負(fù)載工況下對增減磁精度的要求；通過靈活設(shè)置不同工況下的增減磁速率，勵磁調(diào)節(jié)器與AVC增減磁脈寬實現(xiàn)了良好配合。

5 實驗驗證及應(yīng)用

2017年4月21日，三峽水電站左岸8號發(fā)電機組采用NES-6100勵磁調(diào)節(jié)器完成了勵磁系統(tǒng)國產(chǎn)化改造，順利通過各項試驗，成功并網(wǎng)發(fā)電。由附錄A圖A4看出，發(fā)電機甩負(fù)荷過程中，定子電壓超調(diào)量約為5%額定值，未發(fā)生振蕩，此技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電壓超調(diào)量不大于15%額定值，振蕩次數(shù)不超過3次，調(diào)節(jié)時間不超過5 s的規(guī)定[17-18]。

由附錄A圖A5看出，發(fā)電機定子電壓上升時間0.23 s，調(diào)節(jié)時間0.83 s，未發(fā)生振蕩。此技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中電壓上升時間不大于0.5 s，振蕩次數(shù)不超過3次，調(diào)節(jié)時間不超過5 s的規(guī)定[14-15]。

新一代勵磁調(diào)節(jié)器NES-6100 2013年在葛洲壩電廠成功投運。截至2017年9月，已經(jīng)在田灣核電站、三峽水電站、仙居抽水蓄能電站、鴛鴦湖火力電廠等數(shù)百臺機組投入運行。目前所有設(shè)備運行正常，應(yīng)用效果良好。此外，該勵磁調(diào)節(jié)器平臺已在安哥拉磁控電抗器及扎魯特?fù)Q流站調(diào)相機等項目上獲得了應(yīng)用，取得了良好的效果。

6 結(jié)語

針對勵磁調(diào)節(jié)器在工程應(yīng)用中的新問題，本文總結(jié)了勵磁調(diào)節(jié)器在低頻振蕩抑制、主輔環(huán)協(xié)調(diào)控制等方面的需求，研制了新一代勵磁調(diào)節(jié)器平臺。該平臺能夠靈活適應(yīng)調(diào)相機勵磁、抽水蓄能機組勵磁、磁控電抗器勵磁等多種應(yīng)用場景，在三峽水電站、扎魯特?fù)Q流站調(diào)相機等大型工程中得到了應(yīng)用。平臺系統(tǒng)能夠通過改變軟、硬件配置，擴(kuò)展到電力電子領(lǐng)域等其他應(yīng)用場合。該平臺在智能診斷、圖形化編程等方面的功能仍需繼續(xù)完善。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。