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1、分类号:分类号: TM621TM621密密级:级: 公公开开 U D CU D C :单位代码:单位代码:1042410424 学学 位位 论论 文文 2 2 2 2 330MW330MW330MW 330MW 发电机组励磁系统模型发电机组励磁系统模型发电机组励磁系统模型 发电机组励磁系统模型 参数测试及仿真校核的研究参数测试及仿真校核的研究参数测试及仿真校核的研究 参数测试及仿真校核的研究 王茂松王茂松 申请学位级别申请学位级别:硕士学位硕士学位专业专业名名称:称:电力系统及其自动化电力系统及其自动化 指导教师姓名指导教师姓名: 曹曹娜娜职职称:称:副副 教教 授授 山山 东东 科科 技技
2、大大 学学 二零一一年五月二零一一年五月 论文题目:论文题目:论文题目: 论文题目: 2 2 2 2 330MW330MW330MW 330MW 发电机组励磁系统模型发电机组励磁系统模型发电机组励磁系统模型 发电机组励磁系统模型 参数测试及仿真校核的研究参数测试及仿真校核的研究参数测试及仿真校核的研究 参数测试及仿真校核的研究 作者姓名:作者姓名:作者姓名: 作者姓名: 王 茂 松王 茂 松入学时间:入学时间:入学时间: 入学时间: 200 8200 8 年年 9 9 月月 专业名称:专业名称:专业名称: 专业名称: 电力系统及其自动化电力系统及其自动化研究方向:研究方向:研究方向: 研究方向
3、: 电力系统继电保护电力系统继电保护 及自动化技术及自动化技术 指导教师:指导教师:指导教师: 指导教师: 曹曹娜娜职职职 职 称:称:称: 称: 副教 授副教 授 论文提交日期:论文提交日期:论文提交日期: 论文提交日期: 201120112011 2011 年年 5 5 5 5 月月 论文答辩日期:论文答辩日期:论文答辩日期: 论文答辩日期: 201120112011 2011 年年 6 6 6 6 月月 授予学位日期:授予学位日期:授予学位日期: 授予学位日期: THETHETHE THE TESTTESTTEST TEST OFOFOF OF EXCITATIONEXCITATIONE
4、XCITATION EXCITATION SYSTEMSYSTEMSYSTEM SYSTEM MODELMODELMODEL MODEL PARAMETERSPARAMETERSPARAMETERS PARAMETERS ANDANDAND AND SIMULATIONSIMULATIONSIMULATION SIMULATION VERIFICATIONVERIFICATIONVERIFICATION VERIFICATION RESEARCHRESEARCHRESEARCH RESEARCH INININ IN 2 2 2 2 330MW330MW330MW 330MW GENERATOR
5、GENERATORGENERATOR GENERATOR UNITUNITUNIT UNIT A A A A DissertationDissertationDissertation Dissertation submittedsubmittedsubmitted submitted ininin in fulfillmentfulfillmentfulfillment fulfillment ofofof of thethethe the requirementsrequirementsrequirements requirements ofofof of thethethe the deg
6、reedegreedegree degree ofofof of MASTERMASTERMASTER MASTER OFOFOF OF PHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHY PHILOSOPHY fromfromfrom from ShandongShandongShandong Shandong UniversityUniversityUniversity University ofofof of ScienceScienceScience Science andandand and TechnologyTechnologyTechnology Technology
7、 b b b b y y y y WangWangWang Wang MaosongMaosongMaosong Maosong Supervisor:Supervisor:Supervisor: Supervisor: AssociateAssociateAssociate Associate ProfessorProfessorProfessor Professor CaoCaoCao Cao NaNaNa Na CollegeCollegeCollege College ofofof of InformationInformationInformation Information and
8、andand and E E E E lectricallectricallectrical lectrical EngineeringEngineeringEngineering Engineering MayMayMay May 201120112011 2011 声声明明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所 公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交 于其它任何学术机关作鉴定。于其它任何学术机关作鉴定。
9、 硕士生签名:硕士生签名: 日日期:期: AFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATION AFFIRMATION I I I I declaredeclaredeclare declare thatthatthat that thisthisthis this dissertation,dissertation,dissertation, dissertation, submittedsubmittedsubmitted submitted ininin in fulfillmentfulfillmentfulfillment fulfillment ofofof of t
10、hethethe the requirementsrequirementsrequirements requirements forforfor for thethethe the awardawardaward award ofofof of MasterMasterMaster Master ofofof of PhilosophyPhilosophyPhilosophy Philosophy ininin in ShandongShandongShandong Shandong UniversityUniversityUniversity University ofofof of Sci
11、enceScienceScience Science andandand and Technology,Technology,Technology, Technology, is is is is whollywhollywholly wholly mymymy my ownownown own workworkwork work unlessunlessunless unless referencedreferencedreferenced referenced ofofof of acknowledge.acknowledge.acknowledge. acknowledge. TheTh
12、eThe The documentdocumentdocument document hashashas has notnotnot not beenbeenbeen been submittedsubmittedsubmitted submitted forforfor for qualificationqualificationqualification qualification atatat at anyanyany any otherotherother other academicacademicacademic academic institute.institute.insti
13、tute. institute. Signature:Signature:Signature: Signature: Date:Date:Date: Date: 山东科技大学硕士学位论文摘要 摘摘 要要 随着电力装机容量的不断增长,我国电网建设也进入了快速发展时期,截至 2009 年 7 月底,220kV 及以上输电线路达到 37.5 万公里,电网规模超过美国,跃居世界第 一位。在我国电力工业进入大电网、大机组、西电东送、南北互济、全国联网的新发展 阶段后, 势必将引起我国电网结构极大的改变, 对系统稳定计算分析提出了更高的要求 。 发电机励磁系统承担了调节发电机机端电压、保证发电机高负荷稳定
14、运行的重要责 任,对电力系统的暂态稳定、动态稳定和静态稳定起着重要的作用,尤其对大规模互联 电力系统的稳定性有着重要的影响。为精确地计算电力系统运行中出现的各种情况,除 了电力系统中发电机参数、调速器参数和负荷参数需要测定外,励磁系统模型参数测试 也是不可缺少的,它是励磁系统建模的一个重要环节。因此需要对励磁系统进行研究分 析,并在仿真软件中建立励磁系统模型,便于研究人员对故障情况进行精确地计算,使 软件仿真结果更具实效性。 本文对火电机组励磁系统模型参数确认及仿真进行了分析,以大唐鲁北发电厂 2 330MW 汽轮发电机组为例,系统全面地从空载和负载试验方面对其自并励励磁系统进 行了波形的录制
15、及数据的计算分析。在此基础上进一步将电力系统稳定器(PSS)和进 相试验融入其中,完成了励磁调节器(AVR)及电力系统稳定器(PSS)参数测试的工 作,然后分别利用 MATLAB 和电力系统综合分析程序(PSASP)对励磁系统模型参数 测试结果进行了仿真校核以验证现场测试结果的正确性。 关键词:关键词:发电机;励磁系统;模型参数;仿真校核 山东科技大学硕士学位论文摘要 AbstractAbstractAbstract Abstract With the growing power installed capacity, Chinas grid construction has entered
16、a rapid development period, ending with the end of July 2009, the transmission lines of 220 kV and higher voltage levels had reached 375,000 kilometers, Chinas grid size had exceeded USAs, ranking first in the world. After Chinas power industry has entered into a new phase of development, with the l
17、arge power grids, the large units, transmitting western power to eastern areas, reinforcing each other between north and south of China, being network in the nation, which makes grid structure ofourcountry changed dramatically. Meanwhile, it puts forward higher requirements for calculation and analy
18、sis of the system stability. The generator excitation system assumes the important responsibility that regulates terminal voltage and ensures generators stable operation under high load. It plays an important role in power system transient stability, dynamic stability and static stability, especiall
19、y having an important effect on large-scale interconnected power systems stability.Toaccuratelycalculatevarioussituationsappearinginthepower systemoperation,inaddition to measuring in generatorsparameters of power system, speed governor parameters and load parameters, the test of excitation system m
20、odel parameters is also indispensable, which is an important part intheexcitationsystemmodeling.Therefore,itneedsto studyandanalyze theexcitationsystem. Meanwhile it needs to establish excitation system model in the simulation software, which facilitates researchers to accurately calculate fault con
21、ditions and makes the software simulation results more effective. This paper makes a analysis in excitation system model parameters identification and simulation of thermal power unit.Wetake the self-excited excitation system of 330MW turbine generator Unit inDatangLubeiPowerPlant for example, it ca
22、rries out the recording waveform and calculation and analysis of data for the self-excitation system from no-load and load tests systematically and comprehensively. on this basis, it furtherly increases the power system stabilizer and the leading phase, and completes the parameters test work in exci
23、tation regulator(AVR) and power system stabilizer(PSS), and then makes use of MATLAB and Power System Analysis Software Package(PSASP) to dosimulation and 山东科技大学硕士学位论文摘要 verification for the test result of excitation system model parameters, in order to verify the local test results correct. KeyKeyK
24、ey Key words:words:words: words: Generator, Excitation system, Model parameter, Simulation and verification 山东科技大学硕士学位论文目录 目录目录 1 1 1 1 绪论绪论绪论 绪论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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27、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 1 1 1.1 引言. 1 1.2 国内外发电机励磁系统的发展和现状1 1.3 国内外发电机励磁系统模型研究的现状4 1.4 本论文的主要工作5 2 2 2 2 同步同步同步 同步 发电机发电机发电机 发电机 励磁系统概述励磁系
28、统概述励磁系统概述 励磁系统概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 7 7 7 2.1 发电机励磁系统的作用8 2.2 发电机组励磁系统的分类.11 2.3 自并励静止励磁系统数学模型的建立及参数计算.14 3 3 3 3 励磁系统模型参数确定及参数校核的方法励磁系统模型参数确定及参数校核的方法励磁系统模型参数确定及参数校核的方法 励磁系统模型参数确定及参数校核的方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32、 . . . . . . . . . . . . . 232323 23 3.1 励磁系统模型各基准值的选择计算.23 3.2 励磁系统模型的选择及模型参数的处理方法.25 3.3 励磁系统模型参数确定的方法.25 3.4 空载下的励磁系统模型参数的校核.27 3.5 负载下的励磁系统模型参数的校核.29 4 4 4 4 励磁系统模型参数的确定及分析励磁系统模型参数的确定及分析励磁系统模型参数的确定及分析 励磁系统模型参数的确定及分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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35、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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37、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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40、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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43、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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46、868 68 攻读硕士学位期间发表的论文攻读硕士学位期间发表的论文攻读硕士学位期间发表的论文 攻读硕士学位期间发表的论文 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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48、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696969 69 山东科技大学硕士学位论文目录 ContentsContentsContents Contents 1 1 1 1 IntroductionIntroductionIntroduction Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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