低励限制是当前发电机励磁调节器广泛配置的重要辅助功能,其目的是防止发电机进相运行时因励磁水平过低而失稳和定子铁芯端部过热,并起到降低发电机失磁保护误动作风险的作用。然而国内外均曾出现过低励限制恶化电力系统动态稳定性的案例。本文围绕低励限制的配置要求、低励限制影响系统动态稳定性的机制及其与PSS间协调控制策略开展研究。首先,从静态稳定限制、发电机定子铁芯端部发热限制、低励限制与失磁保护的配合方面总结了低励限制配置的基本要求;调研了国内某省主力电厂发电机低励限制的现场配置情况,分析了低励限制边界线的斜率和截距参数情况,校核了低励限制线与进相试验曲线、失磁保护动作曲线间的配合关系。其次,对低励限制影响电力系统动态稳定性的机制进行了理论分析和仿真验证。基于K₁-K₆系数和C₁-C₁₂系数的单机无穷大系统线性化模型,推导了加入低励限制环节后的扩展模型。在此基础上进行电磁转矩分析,根据叠加原理,将机组的总阻尼转矩分解为低励限制提供的阻尼转矩、PSS提供的阻尼转矩、系统固有阻尼转矩和D系数阻尼转矩,分析了低励限制参数和工况变化对各部分阻尼转矩分量的影响机制。研究结果表明,通常较大的低励限制边界线斜率会导致低励限制提供的阻尼转矩分量变为负值,并且恶化PSS提供正向阻尼转矩的作用。最后,提出了一种PSS与低励限制协调运行的控制策略。增设与低励限制相适应的新PSS,通过比较原始PSS与新增PSS的频域响应,构造用于整定新增PSS参数的优化数学模型,并采用基本粒子群优化算法进行求解;设计控制结构使新增PSS与原始PSS根据低励限制是否动作进行切换,保证PSS提供的阻尼转矩不被大幅弱化。