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励磁方式对大型厂矿局部电网运行的影响

2万字 51页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，励磁系统的特性对电力系统及同步发电机的运行性能有着十分重要的影响。电力系统中存在许多局部电网，像大型厂矿此类的局部电网，企业内部有自备电厂与变压器，企业负荷由自备电厂和外部系统共同供电。系统内部故障和特殊电力负荷冲击都能导致局部电网振荡。特殊负荷作为一种典型的厂矿企业负荷，因其容量大且功率随自身生产特性而变化，易对局部电网安全稳定性产生不良影响，对大型厂矿局部电网的研究离不开特殊负荷的冲击。因此，建议一种新的特殊负荷模型对问题的研究起着重要作用。本文提出了一种新的特殊负荷模型，兼顾特殊负荷的电气特性和冲击功率，是一种综合负荷模型。特殊负荷在生产过程中具有负荷水平突变的特点，此模型不仅能对此特性进行描述，也能表现电网频率和电网电压对负荷水平的影响。
计算机仿真平台为电网的仿真分析提供了条件。然而，目前存在的仿真软件并不适用于特殊负荷模型，因此需要将新模型进行接入。本文中，时变电流注入法的特殊负荷建模仿真方法被提出。本文运用电力系统综合稳定程序(PSASP)的用户程序接口功能，在用户自定义程序中建立特殊负荷模型，描述特殊负荷的特性时采用注入电流的方式，基于用户程序接口功能进行电网仿真计算。该仿真方法在经过研究之后被发现是准确有效的。
励磁方式的不同会对大型厂矿的电网运行产生影响。与此同时，含有特殊负荷的大型厂矿局部电网振荡问题也时有发生。本文针对某钢铁企业存在的实际振荡问题，以PSASP为仿真平台，研究了励磁方式及其他因素对局部电网振荡问题的影响。仿真分析认为，发电机组选用恒功率因数励磁方式时，容易引发振荡；冲击幅度、冲击负荷的位置及企业内部发电机组励磁方式对局部电网稳定性影响显著。负荷冲击越大，越易引发振荡；冲击负荷与发电机组电气距离越近，越易引发振荡；根据仿真分析结果，建议厂矿企业局部电网内部发电机组选用恒电压励磁方式；加强局部电网与大电网的电气联系；合理布局企业内部的冲击负荷，减少对企业内部发电机组的冲击性。

关键词:励磁系统；励磁方式；冲击负荷；模型；电流注入法；振荡分析