同步发电机稳态运行的数字仿真

本文的第一部分讨论了一台已知其几何形状、电磁特性、输出电压和磁场电流的同步发电机的稳态运行。第二部分是关于已知同步发电机的负载、依据有功功率(P)、无功功率(Q)以及端点电压(U)对磁场电流和负荷角的计算。 当发电机的磁性材料在线性区时,可通过发电机的方程式分析求解以确定其工作点。但是当该磁性材料处于非线性区时,问题就变得更复杂了。在此情况下,采用数字模型是很有帮助的。在本文中我们提出了一种以电、磁方程式仿真解答为基础的模型。电磁方程式是用FEM(有限元法)求解的。考虑到电机的运行,用d-q参考坐标来描述电气方程式。当电流和负荷角未知时,我们必须把一个新的非线性电气方程式加到其经典的非线性磁系统中,在我们的模型中采用牛顿──拉夫逊迭代法进行求解。 数字方法已经用于法国的一台1300MW的同步发电机中,该机是由美国通用电气公司ALSTHOM设计的,为了说明模型的有效性,已经进行了不同的试验,最初不带负荷,然后是当该发电机发出有功功率和无功功率时进行的试验。