1、IICS 29.240：国家电网公司企业标准Q/GDW 142 2012代替 Q/GDW 142 2006同步发电机励磁系统建模导则Guide for Modeling Generator Excitation System2012-06-28发布2012-06-28实施国家电网公司发布Q/GDWQ/GDW142 2012I目次前言II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语与定义 14 建模技术原则 25 对励磁设备厂家及供货商的要求 36 资料和数据的准备 37 励磁系统的标幺值 38 励磁调节器环节特性辨识的基本方法 49 励磁系统实测数学模型的建立 510 模型的选择及参数处理方法
2、1611 励磁系统模型参数的现场试验校核 1612 近似计算模型的校核 1813 励磁系统建模报告主要内容 19附录 A（规范性附录） 限制的表达 21附录 B（资料性附录） 低励限制模型 22附录 C（资料性附录） 过励限制模型 24附录 D（资料性附录） 发电机饱和系数的计算 26编制说明 27Q/GDW142 2012II前言本标准代替的 Q/GDW 1422006 于 2006 年 8 月 1 日发布，本次为第一次修订。本次修订与 Q/GDW 1422006 相比主要有以下区别：增加术语与定义部分；增加无功调差率的测量技术要求；增加建模技术原则中有关励磁试验流程的规定；增加励磁系统标幺
3、值中有关调整器输出电流基准值的规定；增加交流励磁机空载时间常数的测量；修改交流励磁机不可控整流励磁系统功率部分数学模型；修改励磁系统模型参数的现场试验校核部分内容。本标准由国家电力调度通信中心提出并解释；本标准由国家电网公司科技部归口；本标准起草单位：浙江省电力公司、浙江省电力试验研究院、中国电力科学研究院、国家电力调度通信中心、华北电力科学研究院有限公司和华东电力调度通信中心；本标准主要起草人：陈新琪、刘增煌、周济、倪秋龙、苏为民、赵红光、濮钧、卢嘉华、张剑云、曹路、孙维真、楼伯良、吴涛、吴跨宇、叶琳。Q/GDW142 20121同步发电机励磁系统建模导则1范围本标准规定了电力系统稳定计算用
4、的发电机励磁系统数学模型的建立方法。本标准适用于汽轮发电机、燃气轮发电机、水轮发电机、抽水蓄能发电 /电动机和核电机组励磁系统建模。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 7409 同步电机励磁系统DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件DL/T 843 大型汽轮发电机励磁系统技术条件IEEE Std421.5 IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for
5、Power System StabilityStudies3术语与定义3.1原始模型primary model由制造厂提供或根据制造厂提供的资料推导出的模型。3.2实测模型measured model现场实测后参照原始模型进行模型和参数辨识后所得到的实际模型。3.3计算模型calculating model用于稳定计算的模型。3.4等同计算模型identical calculating model与实测模型结构一致，通过仿真校核确认满足要求的计算模型。3.5近似计算模型similar calculating model与实测模型结构有一定差别、 通过计算程序仿真、 参数调整后基本满足要求的用于
6、稳定计算的模型。3.6阶跃试验step test被控量的给定值阶跃变化的试验。3.7阶跃量step value阶跃试验中，被控量的最终稳态值与初始值之差。3.8超调量overshoot阶跃试验中，被控量的最大值与最终稳态值之差相对于阶跃量的百分数。3.9Q/GDW142 20122起始时间start time阶跃信号加入时刻。3.10上升时间upward time阶跃试验中，从起始时间 t0起到被控量的变化值初次达到 90阶跃量的时间。3.11峰值时间peak time阶跃试验中，从起始时间 t0到被控量的变化值达到最大值的时间。3.12调节时间settling time阶跃试验中，从起始时间
7、 t0到被控量的变化值与阶跃量之差的绝对值小于阶跃量的 5（图 1 中 C点）所需时间。3.13振荡次数number of oscillation在调节时间内被控量的振荡次数。3.14频域测量法frequency-domain measuring在输入端加入不同频率正弦信号或者噪声信号，测量输出端对于输入端的频率响应特性，采用幅频与相频特性的直接对比或者曲线拟合技术来辨识模型及其参数的方法。3.15时域测量法time-domain measuring在输入端加入扰动信号，一般为阶跃信号，测量输出的时域响应特性，通过分析环节结构与参数，并将仿真的时域响应特性曲线与实测结果进行比较从而辨识模型及其
8、参数的方法。U0初始值； U1最终稳态值； tup上升时间； tp峰值时间； ts调节时间。图1阶跃响应特性示例曲线4建模技术原则4.1 励磁系统部件的模型应符合 GB/T7409 和 IEEE Std421.5-2005 的要求。 励磁系统的参数实测与建模工作在励磁系统现场试验调试合格后进行。4.2 新投产发电机组励磁系统参数实测与建模试验应在机组正式商业运行前完成。励磁系统发生设备改造、软件升级、参数修改等，应上报调度机构及励磁监督单位备案并按要求重新安排测试。对于不影Q/GDW142 20123响模型的参数修改，上报调度机构及励磁监督单位备案即可。4.3 通过现场测试和辨识建立实测模型。
9、4.4 根据实测模型建立计算模型。计算模型应能够满足所在电网调度机构采用的电力系统仿真计算程序中使用。4.4.1 等同计算模型可以是电力系统计算程序中的固定模型，也可以是其自定义模型。进行发电机空载阶跃的仿真，与试验结果对比确定等同计算模型与参数。4.4.2 在计算程序中没有与实测模型结构基本一致的模型时，选择与实际励磁系统结构最为接近的模型，并通过参数调整使其特性与试验结果基本一致，由此得到近似计算模型。对近似计算模型，要求进行发电机负载扰动下校核计算。4.5 进行稳定计算至少应提供自动电压调节器、电力系统稳定器（ PSS） 、调差特性和强励限制数学模型和参数，进行电压稳定计算和中、长期稳定
10、计算还应当提供低励限制（ UEL） 、过励限制（ OEL）和伏赫限制数学模型和参数。5对励磁设备厂家及供货商的要求a） 在设计、型式试验阶段应进行产品数学模型参数的确认，该确认设备应通过产品技术鉴定；b） 应提供调节器的数学模型参数（包括电压调节器和各个附加环节）和励磁设备技术数据，励磁系统应符合 GB/T 7409、 DL/T 583、 DL/T 843 等标准的要求；c） 调节器应具备符合标准规定的、能供第三方进行数学模型参数测试所需要的接口；d） 调节器的设置值应以十进制表示，时间常数以秒表示，放大倍数和限幅值以标幺值表示，并说明标幺值的基准值确定方法；e） 调节器采用的三相全控桥的整流
11、器应采用反余弦移相，以保证在不同工况下放大倍数均为恒定值；f） 励磁调节器应在定型生产前完成环节编程正确性检查，或者同类型励磁调节器在其他机组励磁系统建模中已经验证其环节参数正确，否则应通过环节特性测辨方法（参照第 8 章）确认 PID和软反馈校正环节的模型参数。6资料和数据的准备应根据励磁系统类型收集下述资料和数据：a） 励磁变压器额定容量、一次和二次额定电压、短路电抗；b） 直流励磁机空载特性曲线、负载特性曲线、额定电压、额定电流、励磁绕组时间常数、激励方式、励磁绕组电阻等；c） 交流励磁机额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定磁场电压和电流、空载和负载特性曲线、电枢开路时励磁绕
12、组时间常数 Tdoe、激励方式、励磁绕组电阻、同步电抗 Xde、次暂态电抗 Xde和负序电抗 X2e；d） 副励磁机额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定频率、外特性曲线、空载电压、发电机输出额定电流时的端电压、发电机输出强励电流时的端电压；e） 发电机空载特性曲线、发电机 Td0等各时间常数、发电机各电抗值、机组转动惯量、发电机额定电压、额定电流、额定视在功率、额定功率因数、额定磁场电压、额定磁场电流、空载额定磁场电压、空载额定磁场电流、在规定温度下的励磁绕组电阻值；f） 励磁系统功能说明、投产试验报告以及各个环节的整定参数。7励磁系统的标幺值a） 标幺值是由实际值除以基准值得到的
13、；b） 发电机电压的基准值 UB为发电机额定电压，发电机电流的基准值 IB为发电机额定电流，发电机功率的基准值 SB为发电机额定视在功率，发电机转速（频率）的基准值 nB（ fB）为发电机额定转速（频率） ；Q/GDW142 20124c）发电机磁场电流的基准值 IfB为发电机空载特性气隙线上产生额定电压所需的磁场电流，发电机磁场绕组电阻的基准值 RfB为发电机额定工况下发电机励磁回路电阻，也可取为发电机额定磁场电压除以额定磁场电流的数值，发电机磁场电压的基准值 UfB为磁场电流的基准值乘以磁场绕组电阻的基准值；d） 励磁机磁场电流的基准值 IefB为在励磁机空载特性曲线气隙线上产生一个标幺值
14、发电机磁场电压所要求的励磁机磁场电流值，励磁机励磁电阻的基准值 RefB为发电机额定工况下的励磁机励磁回路的电阻，也可取励磁机额定磁场电压除以励磁机额定磁场电流并考虑回路阻值作为励磁机励磁电阻的基准值 RefB，励磁机磁场电压的基准值 UefB为励磁机磁场电流基准值乘以励磁机励磁绕组电阻基准值；e） 调节器的输入电压、电流和功率的基准值等于发电机电压、电流和功率的基准值。当控制发电机磁场电压时调节器输出电压基准值等于发电机磁场电压的基准值、调节器输出电流基准值等于发电机磁场电流的基准值，当控制励磁机磁场电压时调节器输出电压基准值等于励磁机磁场电压的基准值、调节器输出电流基准值等于励磁机磁场电流
15、的基准值。8励磁调节器环节特性辨识的基本方法励磁调节器环节特性辨识常用方法有频域测量法和时域测量法，两种方法可以同时采用；频域测量法一般在静态试验时进行。8.1频域测量法频域测量法是利用频谱分析仪测量待辨识环节输出对于输入的频率特性，输入信号可采用正弦扫频或噪声信号，采用对比或拟合技术辨识模型的参数。8.1.1 对于简单的一阶模型，可以利用已知频率特性的特征值直接计算参数。8.1.2 对于非一阶模型，由于对象的模型结构和部分参数一般已知，可以采用参数拟合技术或采用模型的频率特性和实测的频率特性对比的方法确定模型的参数。8.1.3 测量的频率范围应根据研究对象的特点来选择。8.2时域测量法时域测
16、量法是利用波形记录分析仪测量输入和输出响应，输入扰动信号一般为阶跃信号，采用对比实测与理论输出响应特性曲线的方法辨识模型的参数。8.2.1 对于简单的一阶惯性模型，如励磁调节器的电压和功率测量环节等，当采用阶跃响应试验法时，其输出达到稳态变化量的 0.632 倍所需时间就是环节的时间常数；输出稳态变化量与输入阶跃量之比，就是环节的增益。8.2.2 对于非一阶模型，如励磁调节器的 PID 环节、超前环节、励磁调节器的软负反馈环节、励磁调节器的励磁机时间常数补偿环节（硬负反馈环节） 、 PSS 环节等可以采用时域参数辨识或采用相同的输入信号下仿真待辨识模型的响应和实测响应对比的方法来确定环节参数。
17、8.3环节特性辨识时的注意事项应了解并通过实际测量来检验励磁调节器（包括 PSS）各环节是否存在死区、限幅、逻辑控制（如PSS 自动投退） 、非线性环节、变参数、是否采用反余弦移相等具体细节；要区分内限幅和外限幅两种限幅环节，限制环节的具体定义见附录 A。8.4无功调差率的测量8.4.1调差极性的测量在发电机滞相运行方式下，保持被试机组有功功率及电压给定值不变，在一定范围内（机组采用扩大单元接线方式时调差率需大于零）从小到大调整无功调差率。若被试机组的机端电压逐渐变低，无功功率逐渐变小，则可确认为调差极性与定义相一致；若被试验机组的机端电压逐渐变高，无功功率逐渐变大，则极性与定义相反。8.4.
18、2调差率的测量Q/GDW142 20125方法 1 适用于运行机组有功功率可调至零的情况，方法 2 可以用于被试验机组有相邻机组或无功补偿设备的情况。（ 1）方法 1在功率因数等于零的情况下，保持电压给定值不变，甩掉 50 100的额定无功功率，测量甩负荷前后的发电机电压，然后用下式计算电压调差率：（ 1）10% 100%ttNtn QUU IDUI=（）式中： Ut0、 Ut1分别为甩负荷前后的发电机机端电压， Utn为发电机额定电压；IQ、 IN分别为甩负荷前的发电机无功电流值和额定电流值。（ 2）方法 2在发电机发出无功功率的情况下（有功功率保持不变） ，保持电压给定值不变，调整相邻机组
19、或无功补偿设备的无功功率， 测量调整前后被试验机组的机端电压和无功电流， 然后用下式计算电压调差率：（ 2）0110% 100%tt Ntn Q QUU IDUII=（）式中： Ut0、 Ut1分别为调整前后的发电机机端电压， Utn为发电机额定电压；IQ0、 IQ1、 IN分别为调整前后的发电机无功电流值和额定电流值。工程上也可以用相对应的无功功率 QQ0、 QQ1、和额定视在功率 SN近似代替电流。9励磁系统实测数学模型的建立9.1基本步骤9.1.1 收集资料，确定励磁系统数学模型类型。9.1.2 根据资料情况，确定现场试验项目，编写试验方案，进行现场试验。9.1.3 整理数据，建立励磁系
20、统实测模型。在励磁系统实测数学模型的建立过程中，需整理并提供如下数据：a） 各变量的基准值；b） 根据频域或时域测量数据确定环节参数；c） 建立励磁系统实测模型。9.2发电机励磁系统的组成9.2.1 发电机励磁系统由励磁功率部分、励磁控制部分、发电机电压测量和无功电流补偿部分、以及电力系统稳定器（简称 PSS）组成，见图 2。9.2.2 发电机电压测量和电流补偿部分形成实现控制的偏差信号。9.2.3 励磁控制部分实现励磁稳定控制和限制功能，由 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、过磁通（伏 /赫）限制环节、过励限制环节和低励限制环节等组成。9.2
21、.4 按照励磁功率部分的不同结构，励磁系统分为以下三种类型：a） 静止励磁系统；b） 交流励磁机励磁系统；c） 直流励磁机励磁系统。Q/GDW142 20126Ut发电机电压； It发电机电流； UREF发电机电压给定值； UERR偏差信号；UOEL过励限制输出； UUEL低励限制输出； US电力系统稳定器输出； USI电力系统稳定器输入。图2励磁系统组成9.3静止励磁系统功率部分数学模型静止励磁系统包括自并励静止励磁系统、恒电压源供电的静止励磁系统和交流侧串联的复励静止励磁系统，分别见图 3、图 4 和图 5。GS同步发电机； AVR自动电压调节器； T励磁变压器； U可控整流器；TV电压互
22、感器； TA电流互感器。图3自并励静止励磁系统GS同步发电机； AVR自动电压调节器； T励磁变压器； U可控整流器；TV电压互感器； TA电流互感器。图4恒电压源供电的静止励磁系统9.3.1自并励静止励磁系统功率部分数学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所示的功率部分数学模型。Q/GDW142 20127GS同步发电机； AVR自动电压调节器； TP并联变压器； TS串联变压器。U可控整流器； TV电压互感器； TA电流互感器。图5交流侧串联自复励静止励磁系统图6自并励静止励磁系统功率部分数学模型注： URMAX和 URMIN分别为发电机电压为额定值时
23、电压调节器的最大输出电压和最小输出电压，UtURMAX和 UtURMIN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。9.3.1.1 换弧压降系数 KC（ 3）23ETK ET fBCfB ETNUUIKUS=式中：UETK励磁变压器短路电压，标幺值（ pu） ；SETN励磁变压器额定容量，单位为伏安（ VA） ；UET励磁变压器二次额定线电压，单位为伏（ V） ；IfB、 UfB磁场电流和磁场电压基准值，单位分别为安（ A）和伏（ V） 。9.3.1.2 调节器输出限制值 URMAX和 URMINURMIN=1.35UETcosMAX/UfB（ 4）URMAX=1.35UETcosMI
24、N/UfB（ 5）式中：UET励磁变压器二次额定线电压，单位为伏（ V） ；MAX和 MIN分别为可控整流器的最大控制角和最小控制角，单位为度（ ） ；UfB发电机磁场电压基准值，单位为伏（ V） 。注：调节器输出限幅值可以通过发电机空载大扰动试验求得，见 11.3 条。获得的磁场电压最大值需要按照同一时刻时的发电机电压、磁场电流和 KC进行修正。9.3.2恒电压源静止励磁系统功率部分数学模型恒电压源静止励磁系统功率部分数学模型见图 7。 KC按照式（ 3）计算， URMAX和 URMIN按照式（ 4）和式（ 5）计算。URUfUtURMIN-IfKCUtURMAX-IfKCQ/GDW142
25、20128图7恒电压源静止励磁系统功率部分数学模型注：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数学模型可等同采用恒电压源静止励磁系统功率部分数学模型。9.3.3交流侧串联自复励静止励磁系统功率部分数学模型交流侧串联自复励静止励磁系统功率部分数学模型可采用恒电压源静止励磁系统功率部分数学模型近似模拟，但在计算换弧压降系数时必须考虑串联变压器的漏抗。9.4交流励磁机励磁系统功率部分数学模型交流励磁机励磁系统可以分为交流励磁机不可控整流器励磁系统（图 8 和图 10）和交流励磁机可控整流器励磁系统（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图9交流励磁机静止可控整流器励
26、磁系统图10有励磁变的交流励磁机不可控整流器励磁系统9.4.1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数学模型采用三相全波整流的、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数学模型如图 11所示，该模型包括了不可控整流器模型（静止和旋转两种类型）和交流励磁机模型。URUfURMIN-IfKCURMAX-IfKCQ/GDW142 20129图11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数学模型9.4.1.1交流励磁机空载特性测量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电流从零到强励对应值。将励磁机电枢交流电压乘以 1.35 倍
27、转为直流电压后绘制励磁机空载特性曲线，也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。9.4.1.2交流励磁机负载特性测量结合发电机空载、短路或负载试验，测量发电机磁场电压和励磁机磁场电流之间的关系曲线。9.4.1.3交流励磁机空载时间常数测量ET交流励磁机空载时间常数可通过励磁机空载阶跃法测定。也可以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，只能在励磁机负载条件下测试。根据不同的试验条件可采取下述测试方法：（ 1）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跃，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
28、 时所需的时间即为 。ET（ 2）交流励磁机在空载条件下，利用手动励磁装置（感应调压器接三相不可控整流）在励磁机电压不超过额定电压、阶跃量不小于 50条件下合上和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 。ET（ 3）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入噪声信号，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 。ET9.4.1.4 换弧压降系数 KC以发电机磁场电流基准值对整流方程进行标幺化得到：（ 6）2233( )2d
29、e e Ne fBCfB NeXXUIKUS +=式中：和 X2e励磁机次暂态电抗和负序电抗，标幺值（ pu） ；deXUNe励磁机电枢额定线电压，单位为伏（ V） ；SNe励磁机额定容量，单位为伏安（ VA） ；IfB发电机磁场电流的基准值，单位为安（ A） ；UfB发电机磁场电压的基准值，单位为伏（ V） 。整流器的换弧角小于 60时励磁系统输出值表示为（ 7）f ECfUUKI=Q/GDW142 2012109.4.1.5交流励磁机饱和系数SE由图 12 励磁机空载饱和曲线和空载气隙线、按照式（ 8）确定 SEUE、 SEMAXUEMAX和SE0.75MAXUE0.75MAX。图 12
30、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（ 7）条件满足时，以式（ 9）和式（ 10）确定 UEMAX和 UE0.75MAX。（ 8）()EECBSUB=（ 9）(1 )EMAX fMAX CUU K=+（ 10）0.75 0.75(1 )E MAX f MAX CUU K=+式中：SEMAX发电机强励电压下的励磁机饱和系数；SE0.75MAX 75发电机强励电压下的励磁机饱和系数；SE0发电机额定磁场电压下的励磁机饱和系数。图12求取饱和系数SE的励磁机空载和负载特性9.4.1.6三相全波不可控整流器调节特性（FEX函数）三相全波不可控整流器数学模型见图
31、 13。图中：UE未计及换弧电抗压降的整流桥的输出电压；Uf计及换弧电抗压降后整流桥输出电压，即发电机磁场电压；If励磁机负载电流即发电机磁场电流；FEX整流器调节特性的函数；IN规格化电流。图13不可控三相全波整流桥数学模型Q/GDW142 201211采用式（ 6）计算 KC时， FEX采用式（ 11）形式。（ 11）20 0.433, 1 0.5770.433 0.75, 0.750.75 1, 3(1 )CfNENEX NN EX NNEX NKIIUIF II FIIF I=0.5s 0.2sMP0 10 510 0.5 实测值ts（可选项） 全部 2sN（可选项） 全部 1Q/GD
32、W142 201218URMIN=（ Uf2+KCIf2） /Ut2（ 23）式中：Uf1和 Uf2试验中最大和最小发电机磁场电压，标幺值（ pu） ；Ut1和 Ut2对应于 Uf1和 Uf2的试验中发电机电压，标幺值（ pu） ；If1和 If2对应于 Uf1和 Uf2的试验中发电机磁场电流，标幺值（ pu） ；KC换弧压降系数，标幺值（ pu） ；URMAX和 URMIN调节器最大和最小输出限幅值，标幺值（ pu） 。b） 交流励磁机可控整流器励磁系统按照式（ 24）和式（ 25）计算 URMAX和 URMIN。URMAX=Uf1+KCIf1（ 24）URMIN=Uf2+KCIf2（ 25
33、）式中：Uf1和 Uf2试验中最大和最小发电机磁场电压，标幺值（ pu） ；If1和 If2对应于 Uf1和 Uf2的试验中发电机磁场电流，标幺值（ pu） ；KC换弧压降系数，标幺值（ pu） ；URMAX和 URMIN调节器最大和最小输出限幅值，标幺值（ pu） 。c） 有副励磁机的交流励磁机不可控整流励磁系统中的 URMAX和 URMIN按照式（ 26）和式（ 27）计算，有励磁变的交流励磁机不可控整流励磁系统中的 URMAX和 URMIN按照式（ 28）和式（ 29）计算。URMAX=UR1*KEP/UefB（ 26）URMIN=UR2*KEP/UefB（ 27）URMAX=UR1/（
34、 UefB Ut1）（28）URMIN=UR2/（ UefB Ut229）式中：URMAX和 URMIN模型中调节器最大和最小输出值，标幺值（ pu） ；UR1和 UR2试验中调节器最大和最小输出值， V；UefB励磁机励磁电压基准值， V；KEP强励时副励磁机电压下降系数，见 9.4.1.11；Ut1和 Ut2试验中与 UR1和 UR2相对应的发电机端电压，标幺值（ pu） ；e） 计算模型中采用试验获得值与根据实际设定值计算获得值中绝对值较小的 URMAX和 URMIN。12近似计算模型的校核12.1计算校核的目的通过计算比较励磁系统实测模型和近似计算模型的大、 小扰动响应， 调整和确认近
35、似计算模型和参数。12.2校核的条件近似计算模型的校核条件满足如下要求：a） 一般在实际系统或单机对无穷大系统（两回出线）下进行校核。b） 实测模型和近似计算模型在同一或者不同的电力系统计算程序上进行大、小扰动计算。对不同的电力系统计算程序应先对相同的励磁系统模型的响应进行核对。12.3校核的内容12.3.1临界切除时间进行发电机带额定有功负荷、发电机主变高压侧近端三相短路后切除故障线路的暂态稳定计算。两种模型的临界切除时间相差小于 5ms。12.3.2发电机负载阶跃响应发电机带额定有功负荷，进行有、无 PSS 的 2发电机额定电压阶跃仿真计算。比较发电机有功功Q/GDW142 201219率
36、的振荡频率和衰减阻尼比。两种模型的频率相对偏差不大于 20；实测模型阻尼比小于 0.1 的，阻尼比相差不大于 0.02；实测模型阻尼比大于 0.1 的，阻尼比相差不大于 0.05。12.3.3发电机主变高压侧近端三相短路0.1s响应发电机带额定有功负荷，进行发电机主变高压侧近端三相短路 0.1s 切除故障线路仿真计算。两种模型的发电机功角最大值相差不大于 2。12.3.4励磁系统无补偿相频特性（可选项）发电机带额定有功负荷，计算在 0.1Hz 2Hz 范围内的励磁系统无补偿相频特性。两种模型的励磁系统无补偿相频特性相差不大于 10 20。励磁系统无补偿相频特性为发电机 Eq/US相频特性（ U
37、s为 PSS 输出迭加点信号） 。12.3.5小干扰振荡模式计算（可选项）两种模型与建模机组相关的本机振荡模式的振荡频率相对偏差值小于 20；实测模型阻尼比小于0.1 的，阻尼比相差不大于 0.02；实测模型阻尼比大于 0.1 的，阻尼比相差不大于 0.05。13励磁系统建模报告主要内容13.1概况发电厂名、发电机号、发电机制造厂、励磁变制造厂、功率整流柜制造厂、励磁系统类型、调节器制造厂和型号、整流电路型式、试验时间和试验单位。13.2建模参照标准13.3调节器制造厂提供的模型和参数13.4调节器的设定包括与数学模型有关的设定值、反馈量、限制功能和限制值。13.5电力系统稳定计算用的励磁系统
38、模型和参数提供电力系统稳定计算用的励磁系统模型、参数，并指明各基准值。如果提供的电力系统稳定计算用励磁系统模型结构与实测不一致，应同时提供实测模型参数。13.6电力系统稳定计算用的励磁系统模型和参数的校核说明仿真计算用程序和计算条件，提供校核试验波形和仿真计算波形，描述品质的特征值和校核偏差值。等同计算模型，应提供其仿真和现场试验校核结果。近似计算模型，应提供实测模型仿真和现场试验校核结果，并提供实测模型和近似计算模型之间的计算校核结果。13.7结论及建议至少包含如下结论及建议：a） 电力系统稳定计算用模型进行了何种校核，结果是否符合要求；b） 作出所提供的励磁系统模型和参数可用于电力系统稳定
39、计算的结论；c） 存在的问题和处理意见。13.8原始资料励磁系统建模报告应收集如下原始资料：a） 发电机数据：制造厂、型号、额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定励磁电压、额定励磁电流、空载额定励磁电压、空载额定励磁电流、在某温度下的励磁绕组电阻值、强励倍数、发电机各个饱和和不饱和电抗值、各个时间常数、饱和系数以及发电机空载特性曲线；b） 交流励磁机数据：制造厂、型号、额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定频率、压和电流、交流励磁机空载和负载特性曲线（坐标应注明是交流励磁机线电压还是整流后的直流电压） 、交流励磁机电枢开路时励磁绕组时间常数 Tdoe（注明所用励磁绕组电阻值
40、，或励磁绕组温度） 、激励方式（他励或复励） 、励磁绕组电阻（注明温度和测量或计算方法） 、交流励Q/GDW142 201220磁机的不饱和同步电抗 Xde、不饱和次暂态电抗 Xde 和不饱和负序电抗 X2e；c） 副励磁机（或永磁机）数据：额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定频率、外特性曲线、空载电压、输出额定电流时的端电压、输出强励电流时的端电压；d） 励磁变压器数据：制造厂、额定容量、一次和二次额定电压、短路电抗数据。e） 直流励磁机数据：制造厂、型号、额定容量、额定电压、额定电流、励磁绕组时间常数 Te、激励方式（他励、自并励或复励） 、各励磁绕组电阻（注明温度） 、各励磁绕组匝数。Q/GDW142 201221附录A（规范性附录）限制的表达A.1限制定义励磁系统内部控制限制环节分为内限幅与外限幅，要区分两种环节限幅作用。A.1.1内限幅内限幅是指到达限幅值后，限幅环节内部值不再变化，输出值等于限幅环节内部值，见图 A.1和图 A.2。A.1.2外限幅外限幅是指到达限幅值后环节内部值继续变化只是输出被限幅，见图 A.3 和图 A.4。A.2限制的逻辑关系表达1） 积分环节内限幅的逻辑关系为：如 A y B，则 dy/dt=u；如 yA，则 dy/dt 为零；如 y0，则 dy/dt 为零；如 y=B，并 fA，则 x=A
