随着电力系统的发展,电网规模越来越大,并出现了大区电网互联。大区联网引起互联系统稳定特性的明显变化,对系统稳定计算分析提出了更高的要求。研究这些稳定问题,稳定计算的基础数据需要采用发电机励磁系统、汽轮机调节系统的详细模型和参数,考虑其动态特性的影响。 本文综述了大型发电机组励磁系统建模和参数辨识的各种方法,深入分析了国内外对发电机励磁系统模型的研究成果,比较了各类发电机励磁系统模型之间的异同及其对应关系,定义了发电机励磁系统和其标幺值的基本概念。在对励磁系统硬件结构及软件编程的详细了解和仔细研究之后提出并总结了在现场进行发电机励磁参数测试的具体步骤、经验、及根据测试参数推导出用于电力系统稳定计算用的数学模型和参数所遵循的原则。模型和参数的精度是发电机励磁系统建模和参数辨识的关键,本文提出评判基于现场测试得出的数学模型和参数正确性的方法。 我国电力系统中大多数现役的大型发电机励磁系统,都可用已知的励磁系统数学模型模拟。相同的励磁系统模型,其中的参数不同,调节品质也不尽相同。现场辩识、测试的一个重要任务是确定模型中的参数。本文采用如下方法:对模拟式励磁调节器,将励磁调节器分成尽可能简单的环节,逐个环节地测量其传递函数,然后组成整个系统的传递函数;对微机式励磁调节器采用对整个控制系统的时域响应曲线进行拟合的方法。 当使用的电力系统稳定计算程序已有的励磁系统模型中没有与励磁系统原始模型相一致的模型时,应将原始模型转换成计算程序已有模型中最接近的一种模型。完成辨识试验及分析出结果后,还需要校核计算模型和参数,对发电机励磁系统的模型和参数,应进行小干扰调节特性和大干扰调节特性的两种校核。本文给出了每种校核方法的步骤及评价标准。 最后,本文通过具体算例,给出了大型发电机组励磁系统建模和参数辨识的现场测试法的测试方案、实验过程、数据处理及仿真计算,验征了该方法的有效性,辨识结果可用于指导实际生产,并展望了该项目的应用前景。