(1)模拟量输入输出通道 。输入採样的量为发电机端电压、定子电流、有功功率、 无功功率、转子电流和系统电压等电量 。採样可以是交流也可以是直流 。交流採样每周12点即可 。(2)开关量输入输出通道 。为了安全和防止干扰，开关量输入输出通道均需经过光 电隔离 。它主要用于现场操作、参数给定、机组状态、保护等信号的输入，以及调节器 对现场其他励磁设备的操作指令和调节器各种故障信号的输出 。(3)数字式移相触发器 。其功能和结构与模拟式移相触发器类似，由同步整形、移 相计算、脉冲形成、脉冲放大等环节组成 。微机数字式励磁调节器的软体功能
微机数字式励磁调节器的特点就是将模拟励磁调节器的各项由硬体实现的功能，如信号比较、限制、综合等功能用软体代替 。调节规律我国发电机组励磁系统调节规律的发展简况如下 。单变数调节
比例调节P、比例积分调节PI和比例积分微分调节PID三种调节的变数只有发电 机的机端电压Ut，或者是Ut与给定电压值之差ΔUt，故称为单变数调节 。其传递函式分别为：(1) 比例调节P为U(s)=KpΔ Ut(s)(2) 比例积分微分调节PID为
文章插图
文章插图
式中 U——调节器输出电压值，V；UREF——给定电压值，V；Ut——与发电机机端电压相对应的三相电压有效值的平均值，V；s——Laplace运算元 。实践证明，PID调节的套用，明显地提高了同步发电机在系统振荡时的阻尼作用和励磁调节器的性能品质，但仍然不能满足远距离、重负荷输电的要求 。有资料说明，这种调节方式可将系统极限角δm从无调节时的90°提高到100°左右；但若採用高增益调节器，也可能提高到105°或110° 。线性多变数控制
(1)强力式励磁调节器 。早在50年代中期，前苏联提出了强力式励磁调节器，除 了採用发电机端电压偏差ΔUt外，还採用发电机频率偏差Δf及其一次微分和发电机定 子电流及其一次微分等辅助反馈变数 。在设计上採用“双变数D域划分法” 。这种调节 器具有在保证调节精度下稳定励磁、提高发电机动态与暂态运行稳定性、抑制系统事故 后的振荡等功能，在前苏联得到推广套用 。但由于设计方法不方便，共同稳定域很小，参数整定困难等原因，在国际上和我国均未普遍套用 。(2) 电力系统稳定器PSS 。它是在PID调节器的基础上，附加发电机的转速偏差 Δω、功率偏差ΔPe、频率偏差Δf中的一种或两种信号的二阶超前校正环节作为附加控 制 。其作用是，增加对电力系统机电振荡的阻尼，以增强电力系统的动态稳定性 。有资 料说明，採用PSS可将系统极 限运行角提高到110°～120° 。以Δf(Δω) 为附加信号的 PSS控制器传递函式结构图如图3所示 。我国引进设备所採用的 PSS的传递函式结构图见图4 。採用了WASH—OUT 滤波器，保证在任何情况下，直流分量附加到调节器控制迴路中 。两个放大因子KSS1和KSS2“加权”用电脑程式 计算 。设定值取决于机组参数、机组运行点及网路阻抗，从而决定其相位超前和滞后以 及稳定信号的幅度，以求所有运行点都达到好的阻尼效应 。
文章插图
图3 PSS励磁控制器传递函式结构图
文章插图
图4 採用有功功率和转速偏差的PSS传递函式结构图(3)线性最优励磁控制LOEC 。为了进一步改善电力系统小干扰稳定及动态品质，70年代初，国际上一些学者提出了线性最优控制方式LOEC 。80年代清华大学对此进 行了研究，研製成功工业样机，经由天津电气传动研究所、武汉洪山电工研究所製造生产的产品，已在碧口、刘家峡、白山、红石等水电站的机组上投入运行 。有资料说明，结合实际计算，这种励磁调节方式，可将系统动态稳定极限角δm提高到127° 。但是，它是基于系统全状态量的最优线性反馈的，要求状态量能实际测量，从而给实际套用带来了困难 。而且将其套用于多机电力系统励磁控制设计时，不能得到分散的最优控制规 律，只能得到次优的控制方案，这不能不是一种缺陷，在非线性系统中，一旦偏离了设计工况，最优控制就不存在了 。(4)零动态多变数励磁控制ZDEOC 。ZDEOC的设计原则是仅仅保证输出状态量的 动态品质在任何时刻都是最优的，即系统输出状态量的动态偏差Y (t)在任何时候都 趋于零，即，当t≥0时，Y (t) =0 。而对其发电机的其他状态，即内部状态，无须 苛求，只求稳定即可 。这种调节规律系由清华大学提出，在电力自动化研究院电气控制 技术所生产SJ800微机励磁调节器上配置，已在动模上作了单机无穷大系统试验，证明 能有效改善远距离输电系统稳定性，现已在岩滩水电站300MW机组上投入运行 。非线性多变数励磁控制NEC