Q GDW 11631-2016 数字式励磁调节器辅助控制电力系统研究用模型.pdf

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1、 数字式励 磁调节器 辅助控制 电力系统 研究 用模型 Auxiliay control model of digital automatic voltage regulator for power system studies 2017 - 07 -31 发布 2017 - 07 - 31 实施 国家电网公司 发 布 ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11631 2016 Q/GDW 11631 2016 I 目 次 前 言 II 1 范围 1 2 规 范性 引用 文件 1 3 术 语和 定义 1 4 辅 助控 制环 节介 入AVR 的方式

2、 2 5 励 磁调 节器 辅助 控制 环 节模型 3 5.1 VFL 模型 3 5.2 OEL 模型 6 5.3 SCL 模型 10 5.4 UEL 模型 14 附录 A( 规 范性 附录) 反 时限特 性计 算 . 19 附录 B( 规 范性 附录) UEL 模型中 功角 . 21 附录 C( 规 范性 附录) UEL 模型查 表函 数 . 22 编制说 明 23 Q/GDW 11631 2016 II 前 言 为 规 范 各有 关 单位 开 展国家 电 网 公司 所 属 电 力 系统安 全 稳 定分 析 计算 所 用的同 步 发 电机 组 数字 式 励磁调 节器 辅助 控制 环节 模型 ，

3、 制定 本标 准。 本标准 由 国 家电 网公 司 国 家电力 调度 控制 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 ： 国网 冀 北电力 有限 公司 电力 科学 研究院 、 中国 电力 科学 研 究院 、 国 网浙 江省 电力 公司电 力科 学研 究院 、 国 网 湖北省 电力 公司 电力 科学 研究院 、 国 网福 建省 电力 有 限公司 电力 科学 研究 院、 国网电 力科 学研 究院 、 国 网冀北 电力 有限 公司 电力 调度控 制中 心 、 南 京南 瑞 继保电 气有 限公 司 、 国 电 南 瑞科技 股份 有限 公司 。 本标准 主

4、要 起草 人： 谢欢 、 苏为 民、 吴涛 、 李 文锋 、 于钊 、 吴 跨宇 、 赵 红光 、 史扬 、 张 俊峰 、 陈 新 琪、江 伟、姚 谦、 赵焱 、 崔一铂 、 丁凯 、蓝 海波、 王超、 王方晶 、吴 龙、余 振、王 磊、周 平、 倪秋龙 、 辛焕海 、梁 浩 、 付宏 伟 、 罗婧 。 本标准 首次 发布 。 本标准 在执 行过 程中 的意 见或建 议反 馈至 国家 电网 公司科 技部 。 Q/GDW 11631 2016 1 数 字式励 磁 调节器 辅助控 制 电力系 统研究 用 模型 1 范围 本 标准 规定 了电 力系 统稳 定 研究 用的 同步 发电 机组 数字式 励

5、磁 调节 器辅 助控 制环节 模型 。 本标准 适用 于汽 轮发 电机 组、 水 轮发 电机 组以 及燃 气发电 机组 的励 磁辅 助控 制系统 ， 其 它类 型发 电 机组可 参考 执行 。 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 7409.1 2008 同 步电 机励磁 系统 定义 GB/T 7409.2 2008 同 步电 机励磁 系统 电力 系统 研究 用模型 D

6、L/T 583 2006 大 中型 水 轮发电 机静 止整 流励 磁系 统及装 置技 术条 件 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。 3.1 励磁调 节器excitation regulator 指按照 某种 调节 规律 对同 步发电 机机 端电 压 、 无 功 功率 、 功 率 因 数、 转子 电 流进行 实时 闭环 调节 的 装置。 3.2 自动电 压调 节器 （AVR ） automatic voltage regulator 指实现 按恒 机端 电压 调节 方式的 调节 及相 关的 限制 保护功 能的 装置 ，也 称自 动（调 节） 通道 。 DL/T 583 20

7、06 ， 术语 和 定义3.4 3.3 电压控 制主 环main voltage control loop 将同步 发电 机 机 端电 压的 实际测 量值 与给 定值 进行 比较， 并按 其偏 差以 适当 的 控制规 律调 节励 磁输 出的环 节。 其主 要功 能中 还包含 无功 补偿 及 电 力系 统稳定 器（PSS ）功 能。 3.4 电力系 统稳 定器 （PSS ） power system stabilizer 一种附 加励 磁控 制装 置或 功能， 它借 助于 电压 调节 器控制 励磁 功能 单元 的输 出， 来 阻尼 同步 电机 的 功率振 荡。 输入 量可 以是 转速、 频率 、

8、或 功率 （或 多个变 量的 综合 ）。 GB/T 7409.1 2008 ，控 制 功能5.9Q/GDW 11631 2016 2 3.5 过激磁 限制 器 （VFL ） V/Hz limiter 一种电 压调 节器 的附 加单 元或功 能， 目的 是防 止同 步电机 或与 其相 连变 压器 过磁通 。 GB/T 7409.1 2008 ，控 制 功能5.8 3.6 过励限 制器 （OEL ） over excitation limiter 一种电 压调 节器 的附 加单 元或功 能 ， 目的 是将 励磁 系统输 出电 流限 制在 允许 值之内 。 GB/T 7409.1 2008 ，控 制

9、 功能5.4 3.7 定子过 流限 制器 （SCL ） stator current limiter 一种电 压调 节器 的附 加单 元或功 能， 目的 是将 同步 电机定 子电 流限 制在 允许 值之内 。 GB/T 7409.1 2008 ，控 制 功能5.6 3.8 低励限 制 器 （UEL ） under excitation limiter 一 种 电压 调节 器的 附加 单元 或 功能 ，目 的是 在减 少励 磁 时限 制同 步电 机不 超越 静 态稳 定极 限，或 不超越 由定 子端 部铁 芯发 热而要 求的 圆柱 转子 型电 机的热 容量 。 3.9 控制参 数control

10、parameters 对限制 功能 投退 、输 出限 幅及动 态特 性有 影响 的参 数。 3.10 定值参 数set point parameters 对限制 特性 动作 值、 动作 延时时 间和 稳定 值有 影响 的参数 。 4 辅助控 制 环 节介 入 AVR 的 方式 辅助控 制环 节包括 过 激磁 限制 器 、 过励 限制 器 、 过 励 瞬时限 制器 、 定子 过流 限制 器和低 励限 制器 等 。 辅助控 制环 节作 用于 电压 控制主 环 的 方式 可采 用迭 加方式 或者 比较 门方 式。 迭加方 式， 限制 动作 后 电压控 制主 环仍 起作 用。 比较门 方式 ，限 制动

11、 作后 电压控 制主 环被 阻断 ，实 现被限 制量 的闭 环控 制。 辅助控 制 环 节介 入 AVR 电 压控制 主环 的方 式 如 图 1 所示。 Q/GDW 11631 2016 3 LV PID U SS1 U SCLcap1 HV HV LV U SS3 UEL OEL PSS U SCLind2 U SCLind1 VFL SCL U ERR U A LV HV LV U VFL1 U VFL2 U VFL3 U SCL1 U SCL2 U SCLcap2 U SS2 U R1 U OEL1 U OEL2 U OEL3 U OEL4 U OEL5 U UEL1 U UEL2 U

12、UEL3 U UEL4 U C U REF2 U t注 1 ：PID 一般为 AVR 中电压 校正环节，U C 为无功补偿环节输出。 注 2 ：PSS 有三个输出位置， 分别为 U SS1 ( 辅助控制环节动作后可被屏蔽) ，U SS2 ( 辅助控制环节动作后可不受影响) 和 U SS3 ( 可有独立的 PID 校正) 。 注 3 ：VFL 有 3 种输出位置。U VFL1 和 U VFL2 经过低通比较门 （LV ） 比小输出( 以下简称 方式 ，U VFL3 迭加在电 压参考点的综合位置。 注 4 ：OEL 有 5 种输出位置。其中 2 种为迭加方式，分别位于 PID 前和后；3 种经 L

13、V 比 小输出，分别位于电压给 定点、PID 控制前和后。使 用 U OEL4 和 U OEL5 信号，表明 OEL 有独立的 PID 校正。 注 5 ：SCL 有 6 种输出位置。U SCL1 和 U SCL2 采用迭加方式，输出包含进相和迟相控制信号，其它经比较门方式的信 号均需区分无功电流的相位关系，其中 U SCLind1 、U SCLind2 为迟相输出信号，需经 LV 比小输出，而 U SCLcap1 、 U SCLcap2 是进相输出信号，需经 高通比较门（HV ）比大输出( 以下简称 方式 。位于 PID 后的信号 ， 表 明 SCL 有独立的 PID 校正。 注6 ：UEL

14、有4 种输出位置。U UEL2 为迭加方式， 输出信号是电 压参考点的综合位置；U UEL1 由HV 方式输出， 输出信号 位置与U UEL2 等效， 位于PID前；U UEL3 则在PID 前经HV 方式输 出；U UEL4 以相同方式介入， 但位置在PID 后， 使 用U UEL4 信号，表明UEL 有独立 的PID 校正。 图 1 辅 助控 制环 节介 入 AVR 的方 式 5 励磁调 节器 辅助 控制 环节 模型 5.1 VFL 模型 5.1.1 VFL 模型 1 用于瞬 时动 作的VFL 模型1见图2 ， 该 模型 采用LV 方 式介入 电压 控制 主环 ， 输 出信号U VFL 接

15、入图1中 U VFL1 。 Q/GDW 11631 2016 4 f G 1 1+sT R U VFLmax U VFLmin U VFL V 0 V 1 f 0 f 1说明： f G 环节输入频率标幺值； T R 测量时间常数； V 0 特性曲线第 1 点电压值 ； f 0 特性曲线第 1 点频率值 ； V 1 特性曲线第 2 点电压值 ； f 1 特性曲线第 2 点频率值 ； U VFLmax 环节最大输出限制 ； U VFLmin 环节最小输出限制 ； U VFL 环节控制输出电压 。 图 2 用于 瞬时 动作 的 VFL 模型1 5.1.2 VFL 模型 2 用于瞬 时动 作的 VFL

16、 模型 2 见图 3 ，该 模型 采用 迭加 方式介 入 电 压控 制主 环， 输出 信 号 U VFL 接入 图 1 中 U VFL3 。 U VFL f G 0 + - + 1 1+sT R U t 1 sT I,VFLK P,VFL U VFLmin + V 0 V 1 f 0 f 1 0说明： f G 环节输入频率标幺值； T R 测量时间常数； V 0 特性曲线第 1 点电压值 ； f 0 特性曲线第 1 点频率值 ； V 1 特性曲线第 2 点电压值 ； f 1 特性曲线第 2 点频率值 ； T I, VFL 环节积分时间常数 ； K P,VF 环节比例增益； U VFLmin 环

17、节最小输出限制 ； U VFL 环节控制输出电压 。图3 用 于瞬 时动 作 的 VFL 模型 2 5.1.3 VFL 模型 3 用于延 时动 作或 反时 限 的 VFL 模型见 图 4， 该模 型采 用 LV 方式 介入 电压 控制 主环， 输出 信号 U VFL 接入 图 1 中 U VFL2 。反时限 特性计 算 公 式见 式 A.1 。 Q/GDW 11631 2016 5 + + + + 0 1 -1 0 0 1 s 0 1 x y x y x y x y + - - + 1E6 1.0 1 0 0.99 0.01 1 1+sT R f G U VFL-REF VFL GradU t

18、or U REF1 K expVFL U REF1 EN _VFL U VFL K t0VFL K cVFL K invVFL说明： f G 环节输入频率标幺值 ； T R 测量时间常数； U VFL_REF VFL 动作参考值 ； U REF1 A VR 参考电压； VFL Grad VFL 特性斜率； EN -VFL VFL 投入许可开关，1 投入, 0 退出 ； U t 环节输入机端电压； K toVFL 定时限积分系数， 固定时间常数的倒数； K cVFL 冷却积分系数； K invVFL 反时限特性积分系 数 ； K expVFL 反时限特性指数系 数 。 图 4 用于 延时 动作

19、或反 时 限的 VFL 模型 5.1.4 VFL 模型 4 用于延 时动 作及 多段 直线 特性 的 VFL 模型见 图 5， 该模型 采 用 LV 方式 介入 电压控 制主 环， 输出信 号为 图 1 中 U VFL2 。 + + + - 1E6 0 0 1 1 1 0 0.99 0.01 1E6 -1 0 + + 1 1+sT R U tf G VFL th VFL rth 1 1+sT R U REFmax 1 X 1 X EN -VFL U VFL 1 s K 1 F 1 (x) K t0VFL K cVFL说明： f G 环节输入频率标幺值 ； T R 测量时间常数； U t 环节输

20、入机端电压 ； K toVFL 定时限积分系数 ， 为 固定时间 常数 的倒数； VFL th VFL 启动值； K cVFL 冷却积分系数； VFL rth VFL 返回值 ； K 1 调整系数 ； EN -VFL VFL 投入许可开关， 1 投 入， 0 退出 U REFmax A VR 参考电压上限 ； U VFL 环节控制 输出电压。 注：F 1 (x)是由电压与机组频率 比值 x 对时间 T 的多段折线函数，用于模拟反时限特性。 图 5 用于 延时 动作 及多 段 直线特 性 的VFL 模型 Q/GDW 11631 2016 6 5.2 OEL 模型 5.2.1 OEL 反时 限计时

21、 模型 5.2.1.1 OEL 计时 模型 1 OEL 计时 模型 1 见 图 6 ， 反时限 特性 计算 公式 见 式 A.2 。 A B y S OEL I fth x x y x y x y K expOEL - + y I f 0 -1 + + 0 1 0.01 C 1 1 1+sT R K invOEL K cOEL K 1 If A B y=1, else y=0 0 y=1 I fn 0 1 C 1 sT 1.0说明： I f 磁场电流； T R 测量时间常数； I fth 热积累 启动定值； I fn 热积累的转子电流参考基准值； K 1 调整系数 ； K invOEL 反时限

22、特性积分常 数 ； K cOEL 定时限冷却积分时间常数 ； K expOEL 反时限特性指数系 数 ； S OEL OEL 动作指令 ； C 1 积分计算上限 ； T 反时限积分器时间常数 。 图 6OEL 计 时模 型 1 5.2.1.2 OEL 计时 模型 2 OEL 计时 模型 2 见 图 7 ， 反时限 特性 计算 公式 见 式 A.2 。 S OEL 1 s 0 1 K t0OEL K invOEL 1E6 1.0 x y x y 1 1+sT R + + + 1 0 0 -1 0 - + x y K expOEL xI f y I fth 0 1 0.01 1 K cOEL说明：

23、 I f 磁场电流； I fth 热积累 启动定值； T R 测量时间常 7 数； K t0OEL 定时限积分时间常数 ； K cOEL 定时限冷却积分时间常数 ； K invOEL 反时限特性积分常数 ； K expOEL 反时限特性指数系 数 ； S OEL OEL 动作指令 。 图 7OEL 计 时模 型 2 Q/GDW 11631 2016 7 5.2.1.3 OEL 计时 模型 3 OEL 计时 模型 3 见 图 8， 该模型 以 A VR 中 过励 保护 定值确 定 OEL 定值 。 I f - + 0 - 1 0 1 0.01 I fLIM S OEL I Ifthmax sT

24、Ifth K Ileak I fth (k 1 =1 or 2) 1 1+sT R F 1 （x ）=x k1说明： I f 磁场电流； T R 测量时间常数； I fth 热积累启动定值； I Ifthmax 环节输出外限幅 ； T Ifth 反时限积分器时间常数 ； K Ileak 反时限积分泄露增益 ； S OEL OEL 动作指令 ； I fLIM 反时限限制积分定值 。 图 8OEL 计 时模 型 3 5.2.2 OEL 动作 模型 5.2.2.1 OEL 动作 模型 1 OEL 动作模 型1 见图9 ，该 模型采 用LV 方式 介入 电压 控制主 环 ， 输出 信号U OEL 接入

25、 图1中U OEL4 。 + - K S - 1.0 T 2 y=0 yI f 1 1+sT R I fmax I frth 1 1+sT 5 1 K S . . T 1 U Amin K S 1+sT 3 1+sT 4 U Amax . T 2 . K S T 1 1+sT 1 1+sT 2 U Amin K S U Amax K S U OEL S OEL说明 ： I f 磁场电流； T R 测量时间常数； U Amax 控制电压最大值； U Amin 控制电压最小值； K S 静态增益； I fmax 最大励磁电流允许定 值； I frth 反时限动作返回 给定值； T 1 、T 2 、

26、T 3 、T 4 环节时间常 数 ； U OEL 环节输出电压 ； S OEL OEL 动作指令 。 图 9OEL 动 作模 型 1 5.2.2.2 OEL 动作 模型 2 OEL 动作模 型2 见图10 ， 该 模型采 用LV 方式 介入 电压 控制主 环 ， 输出 信号U OEL 接入图1中U OEL3 。 Q/GDW 11631 2016 8 + - - y=0 yI f 1 1+sT R I fmax S OEL 1.0 1 1+sT 1 U OEL 1 K S1 K S1 I frth说明： I f 磁场电流； T R 测量时间常数； I fmax 最大励磁电流允许定 值； I fr

27、th 反时限动作返回给定值； T 1 环节时间常数； K S1 环节增益； U OEL 环节输出电压； S OEL OEL 动作指令。 图 10 OEL 动 作模 型 2 5.2.2.3 OEL 动作 模型 3 OEL 动作模型 3 见图 11 ， 该 模型采用 LV 方式 介入 电压 控制主 环， 输出 信号 U OEL 接入图 1 中 U OEL4 。 I f 1+sT 1 1+sT 2 S OEL y y=0 U OEL + s K OEL I , I I fmax I I fmin OEL P K , + I fmax I frth - + 说明： I fmax 最大励磁电流允许定值；

28、 I frth 反时限动作返回给定值； S OEL OEL 动作指令； K P,OEL 环节比例增益； K I,OEL 环节积分增益； I Ifmax 环节最大输出限幅 ； I Ifmin 环节最小输出限幅 ； I f 磁场电流； T 1 、T 2 环节时间常数 ； U OEL 环节输出电压 。 图 11OEL 动作 模型 3 5.2.2.4 OEL 动作 模型 4 OEL 动作模 型4 见图12 ， 该 模型采 用LV 方式 介入 电压 控制主 环 ， 输出 信号U OEL 接入 图1中U OEL3 。 I f + + + U OEL - y 1 1+sT R I fth I frth K

29、2 y=1 S OEL 说明： I f 磁场电流； T R 测量时间常数； I fth 热积累 启动定值； I frth 反时限动作返回给定值； K 2 调整系数； S OEL OEL 动作指令； 极大数，默认为 999 ； U OEL 环节输出电压。 图 12OEL 动作 模型 4 Q/GDW 11631 2016 9 5.2.2.5 OEL 动作 模型 5 OEL 动作 模型 5 见 图 13 ， 该模型 经环 节 的 PID 电 压 调节后 、由 软件 开关 切换 输出。 + s K OEL I , I I fmax I Ifmin OEL P K , + y y=1 U A U OEL

30、 S OEL U R0 I f I fREF1 - + 1+sT 1 1+sT 2说明： I fREF1 参考电流值； I f 磁场电流； T 1 、T 2 环节时间常数 ； K P,OEL 环节比例增益 ； K I,OEL 环节积分增益 ； I Ifmax 环节最大输出限幅 ； I Ifmin 环节最小输出限幅 ； U OEL 环节输出电压 ； U A PID 电压调节后的中间输出控制电压 ； S OEL OEL 动作指令 ； U R0 当 A VR 中没有其它限制动作时， 为其输出电压，即 U R0 =U R （可含 SCR ） 。 图 13OEL 动作 模型5 5.2.2.6 瞬时 OE

31、L 动作 模型 OEL 瞬时动 作模 型见 图14 ， 该模型 采用LV 方 式介 入 电 压控制 主环 时 ， 输 出信 号U OEL 接入图1中U OEL4 ； 当以迭加 方 式介 入时 ， 输 出信号 接入 图1 中U OEL5 。 1+sT R - + 1 + + I f U Rmin U Rmax U OEL U R1 K 1 K 2 K 3 1+sT 3 1+sT 1 1+sT 2 0 I fmax说明： I fmax 最大励磁电流允许定 值； T 1 、T 2 、T 3 环节时间常数 ； I f 磁场电流； T R 测量时间常数； K 1 、K 2 、K 3 调整系数； U Rm

32、ax 输出最大外限幅 ； U Rmin 输出最小外限幅 ； U OEL 环节输出电压 ； U R1 调节器控制电压 输出。 图 14OEL 瞬时 动作 模 型 OEL 反时 限计 时和 动作 一体 模型 5.2.2.7 OEL 反时 限计时 和动 作模 型 1 反 时 限 计时 和动 作 模型1 见图15 ， 该模 型采 用 迭加 方式 介 入 电压 控制 主 环， 输出 信 号U OEL 接入图1 中U OEL2 。 Q/GDW 11631 2016 10 U OEL A B y 0 + - + + I f 1 1+sT R I fth K P, OEL If A=B y=0, else y

33、=1 0 y=1 U OELmin U OELmax K OEL U IOELmin U IOELmax 1 sT Ifth说明： I fth 热积累启动定值； I f 磁场电流； T R 测量时间常数； T Ifth 反时限积分器时间常数 ； U IOELmax 控制 环节最大限幅 ； U IOELmin 控制环节最小限幅 ； K P,OEL 环节比例增益； U OELmax OEL 环节输出 最大 限幅； U OELmin OEL 环节输出 最小 限幅； K OELOEL 环节增益 ； U OEL 环节输出电压 。 图 15 反时 限计 时和 动作 模型 1 5.2.2.8 OEL 反时

34、限计时 和动 作模 型 2 反时限计时和动作模型2 见 图16 ， 该模型采用LV 方 式 介 入 电压控制主环，输出信号U OEL 接入 图 1 中U OEL1 。 + -I fthmaxI fth 1 1+sT R+ - I fthI f1 sT Ifth I fth I fth1 K OEL U OEL U REF2 K 1 1+sT 1说明： I fth 热积累 启动定值； I f 磁场电流； T R 测量时间常数； T Ifth 反时限积分器时间常数 ； I fth1 积分环节上限幅； I fthmax 环节输出外限幅； K OEL OEL 环节增益； K 1 调整系数； T 1 环

35、节时间常数； U REF2 A VR 电压参考点的总给定值 ； U OEL 环节输出电压。 图 16 反时 限计 时和 动作 模型 2 5.3 SCL 模型 5.3.1 SCL 反时限 计时 模型 5.3.1.1 SCL 计时模 型 1 SCL 计时模 型 1 见图 17 ， 反时限 特性 计算 公式 见 式 A.3 。 Q/GDW 11631 2016 11 S SCL1 1 s 0 1 1E6 1.0 x y + + + 1 0 0 -1 L - + x y x y 0 1 0.01 1I t I tth K expSCL 1 1+sT R K t0SCL K invSCL K cSCL

36、x y Q 1E6 1 + 0 - 1 1+sT R S SCL2 Q 1E6 1 - 0 - 1 1+sT R S SCL3 Q zone1 Q zone1说明： I t 定子电流； T R 测量时间常数； I tth 热积累启动值； K expSCL 反时限特性指数系 数 ； K t0OEL 定时限热积累 积分时间 常数； K cSCL 定时限冷却积分时间 常数 ； K invSCL 反时限积分 时间常数 ； Q 发电机无功功率 ； Q zone1 定子过流无功死区 ； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令

37、。 图 17SCL 计时 模型1 5.3.1.2 SCL 计时模 型 2 SCL 计时模型1见图18 ，该 模型中热积累启动值与过流倍数计算基准值 为不同参数 ，反时限特性计 算公式 见式A.3 。 Q 1E6 1 + 0 - 1 1+sT R S SCL2 Q 1E6 1 - 0 - 1 1+sT R S SCL3 -1 0 A B A y - + K 1 0 + + x y x y x y S SCL1 0 1 0.01 CI t I tth I tNI t I tN K expSCL y=1 K cSCL x y K invSCL If A=B y=1, else y=0 X 2 0 C

38、 1 sT Q zone1 Q zone1说明： I t 定子电流； I tth 热积累启动值； I tN 发电机定子电流额定值 ； K expSCL 反时限特性指数系 数 ； K invSCL 反时限积分时间常数 ； K cSCL 定时限冷却积分时间 常数 ； K 1 调整系数； T 反时限积分器时间常数 ； C 反时限积分上限 ； Q 发电机无功功率 ； Q zone1 定子过流无功死区 ； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令 。 图 18SCL 计时 模型2 Q/GDW 11631 2016 12 5.3

39、.2 SCL 动作模 型 5.3.2.1 SCL 动作模 型 1 SCL 动作模 型 1 见图 19 ， 该模型 在 A VR 电 压参 考点 后经 比 较门 介入 ， 迟 相动 作时输 出信 号位 置为 U SCLind1 ，进相动 作时 输出 信号位 置 为 U SCLcap1 。 I t I tmax I tth SSCL 1 y y=0 + - I tth + - y y=1 1 1+sT 1 y 1 1+sT R 1 K S 1.0 - SSCL 3 SSCL 2 U SCLind U SCLcap K2 K 3 y=1 说明： I t 定子电流 ； K S 、K 2 、K 3 控制

40、器稳态增 益 ； I tmax 发电机定子电流 允许 最大给定； I tth 启动值 ； T 1 积分环节时间常数； T R 测量时间常数； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令 ； U SCLind 感性过流环节输出 电压 ； U SCLcap 容性过流环节输出 电压 ； 极大数，默认为 999 。 图 19SCL 动作 模型 1 5.3.2.2 SCL 动作模 型 2 SCL 动作模型2见图20 ， 该 模型 在电压 控制主环PID 后 由比较门介 入， 迟相 动作 时输出信号 接入 图1 中U SCLind

41、2 ，进相动作 时输 出信号 接入 图1 中U SCLcap2 。 I tmax I tth + - 1 K S1 - 1.0 yI t K S1 U SCLind K S2 1+sT 7 1+sT 8 1+sT 5 1+sT 6 y I tth + - 1 1+sT R UAmax .T 2 . K S1 T 1 UAmax K S1 UAmin . T 2 . K S1 T 1 UAmin K S1 1+sT 3 1+sT 4 1+sT 1 1+sT 2 T 6 UAmax . . K S2 T 5 UAmax K S2 UAmin . T 6 . K S2 T 5 UAmin K S2

42、U SCLcap y SSCL 2 y=1 SSCL 1 y=0 y=1 SSCL 3 1 1+sT 9 -说明： I t 定子电流 ； K S1 、K S2 控制器稳态增益 ； I tmax 发电机定子电流 允许 最大值给定； I tth 启动值 ； T 1 T 9 积分环节时间常 数 ； T R 测量时间常数； U Amax 控制电压最大值； U Amin 控制电压最小值； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令 ； U SCLind 感性过流环节输出 电压 ； U SCLcap 容性过流环节输出 电压 ； 极

43、大数，默认为 999 。 图 20SCL 动作 模型 2 Q/GDW 11631 2016 13 5.3.2.3 SCL 动作模 型 3 SCL 动作模型3见 图21, 该模 型采用 迭加 方式 在AVR 电 压参考 点介 入， 迟相 动作 时输出 信号U SCLlind 及 进相动 作时 输出 信号U SCLcap 的位置 均接 入在 图1 的U SCL2 处。 + - S SCL1 y=0 y 1 1+sT RI t I tth 1+sT 5 1+sT 6 1+sT 7 1+sT 8 0 y S SCL3 -1 0 U SCLmax K S2 U SCLcap 0 y S SCL2 y=1

44、 1+sT 1 1+sT 2 1+sT 3 1+sT 4 0 U SCLmin K S1 U SCLind说明： I t 定子电流 ； I tth 启动值； T 1 T 8 积分环节时间常数 ； T R 测量时间常数； K S1 、K S2 控制器稳态增益 ； U SCLmax SCL 输出外限幅 最 大值 ； U SCLmin SCL 输出外限幅 最 小值 ； U SCLind 感性过流环节输出 电压 ； U SCLcap 容性过流环节输出 电压 ； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令 。 图 21SCL 动

45、作 模型3 5.3.2.4 SCL 动作模 型 4 SCL 动作模 型 4 见图 22 ， 该模型 经比 较门 输出 ， 迟 相动作 输出 信号 接入 图 1 的 U SCLlind1 ， 进相动作 信号接 入 图 1 的 U SCLcap1 。 该模型 感性 及容 性过 流均 使用 反 时限 特性 。 I t y y=0 + - K S1 y y=1 y y=1 -1 1 1+sT R 1 1+sT 1 U SCLind U SCLcap I tmax I tth K S2 S SCL1 S SCL2 S SCL3 -说明： I tmax 发电机定子电流 允许 最大值给定； I tth 启动

46、值； I t 定子电流； T 1 积分环节时间常数 ； K S1 、K S2 控制器稳态增益 ； T R 测量时间常数； U SCLind 感性过流环节输出 电压 ； U SCLcap 容性过流环节输出 电压 ； S SCL1 SCL 动作指令； S SCL2 SCL 感性过流动作指 令； S SCL3 SCL 容性过流动作指 令 。 图 22SCL 动作 模型 5.3.3 SCL 反时限 计时 和动 作一 体模型 5.3.3.1 SCL 计时和 动作 模型 1 Q/GDW 11631 2016 14 SCL 计时和动作模型1见 图23，该模型采用迭加方 式 在AVR 电压参 考点介入， 输出

47、信号U SCL 接入图 1U SCL1 。 + -1 A B y 0 Q U SCL+ - 1 1+sT R I tthI t If A B y=0, else y=1 y=0+ - 0 U t y=0 y+ - 0 y U t y=0 U max K SCL K 1 1 sT scl I tmax I tth 1 sT 1 U min 说明： I tmax 发电机定子电流 允许 最大值给定； I tth 启动值 ； T scl 积分环节时间常 数 ； K SCL 、K 1 控制器增益； Q 发电机无功功率 ； U t 发电机定子电压； U max 发电机电压允许运行 范围 ； U min 发电机电压允许运行 范围 ； T 1 积分环节时间常数 ； I t 定子电流； T R 测量时间常数； U SCL SCL 环节输出控制电压 。 图23SCL 计 时和 动作 模 型1 5.3.3.2 SCL 计时和 动作 模型 2 SCL 计时