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摘要：储能磁体励磁电源和控制技术在电网应用中十分广泛，尤其是交流励磁发电机的应用上使电网实现了变速恒频运行，并且在稳定性和运行状态中效率不断加强。目前可再生能源发电中已经将储能磁体励磁电源及其控制技术作为主要发电控制系统，本文通过对储能磁体励磁电源及其控制技术进行分析，望广大同行给予指导。
关键词：励磁电源；技术策略；矢量
引言：交流励磁发电机是优于异步发电机和同步发电机的一种新型发电机，它在性能调节、做功等方面可以进行改善、并且有效的改善电网功率因素，这对提高系统稳定性和降低励磁容量方面有着很好的帮助作用，另外交流励磁发电机在大型电力互联网络中的应用日益广泛，使电力系统稳定性和可靠性上的技术优势更加明显。
一、励磁发电机及其励磁电源控制技术的策略
交流励磁发电机在稳定性和运行状态中要强于传统的异步发电机和同步发电机，它的励磁控制技术是关键因素，同时这也是最为重点控制策略。交流励磁发电机在控制中将转子交流控制作为重点，而且整个控制过程可以通过变换器进行合理的转变，尤其是在电子技术的角度看，变频设备室未来电子设备发展的趋势，所以针对交流励磁发电机的要求来说必须具备如下的几个优点：
首先在励磁电压输出的角度来说，要保证频率、顺序和相位等能够进行自由的调节，并且还要能对发电子转子的磁场力进行控制，这样就能够形成对转子和电机转速的控制。对于谐波控制能准确，尤其在谐波的使用中可以通过定子谐波引出相应的谐波控制。在定子端所发出的电能质量直接可以通过励磁变换器来完成输出。电力的输出功率必须具备双向的流动性，并且具备四象运行能力，要满足交流励磁的运行要求，这样就能完成发电机转子通过励磁变换器来完成回馈。最后在于发电机的单机容量方面。励磁变换器的容量在不断的加大，这样就能起到对变换器对电网的非线性负载作用，这对电网所产生的谐波来说容易引起无功问题，并且形成变换器的输入特性。
二、电网正常运行时交流励磁发电机的励磁控制
当电网处于正常运行的过程中，交流励磁发电机在有功和无功状态下的解耦控制十分重要，常见的励磁控制将矢量控制技术、智能控制技术、动态同步轴系技术、直接功率控制技术等。针对交流励磁发电机的矢量控制研究与异步电机矢量控制技术，相互结合，基本的原理都是建立旋转参考坐标轴系来完成模型的简化，这样就能够使发电机转子电流得双轴在分量上发生转变，并且形成了与定子有功率和无功率之间想回对应的关系，转子励磁电压分量来成为了控制转子励磁电流分量的基础，并且在对于发电机定子有功率和无功率下的解耦控制。在矢量控制技术中，双闭环结构是主体结构，内环主要负责电子流量的控制，外环则成为有、无功的控制环。例如要想保证发电机的稳态功率解耦控制，就必须消除去耦补偿项消除交叉耦合之间的影响，这就需要使用内环电流控制器来完成。矢量控制的轴系选择必须灵活，所以常用控制轴系对选择定子电压、转子磁链、气隙磁链和定子磁链等。
矢量控制技术要想实现励磁控制，就要以开发发电机变速恒频运行为基础，并且使用发电机有功、无功的解耦控制进行辅助。这种形式在动态性能上具备十分良好的抗干扰能力。同时在矢量控制技术中要使用定子电压定向控制方式以外，还要按磁链定向算法均需对发电机的各种磁链进行估算，而且由于励磁控制电压交叉耦合补偿项的存在，其控制效果必然依赖于发电机参数，尤其是电机转子参数。采用电网电压定向矢量控制技术，对发电机转子参数有误差等情况进行了相关仿真分析，但并未对转子参数有较大误差等情况进行深入讨论。
三、电网正常运行时交流励磁电源的控制
目前通常采用双PWM控制的交-直-交电压型变频器作为交流励磁发电机的变频励磁电源，该变频器由电网侧变换器和转子侧变换器所构成，因此也常称为“背靠背”变换器（back-to-back converter）或双 PWM 变换器。当前双 PWM在应用性和方案选择上已经趋于成熟，并且其体积小、运行稳定、造价便宜等优点，使PWM 控制技术在应用范围上更急的广泛，尤其在电网侧变换器和转子侧变换器中均可以对PWM 进行控制，可以将整个系统对电网和发电机的谐波污染控制得非常低，同时具有较高的功率因数。不仅如此，通过 PWM 控制还可以非常容易地实现四象限运行，满足发电机转速变化时励磁功率双向流动的要求。因此双 PWM 变换器具有优良的输入、输出特性和能量双向流动等特点，在交流励磁发电技术中获得了广泛的研究并逐步成为首选的交流励磁电源。
四、电网运行故障时交流励磁发电机的励磁控制
电网运行故障分为电网故障和电压扰动故障两种。电网故障是以引起电压幅值剧烈变化为基础，并且能够直接影响到交流励磁发电机系统的运行，而电压扰动故障则是使电压的频率、对称度、幅值、发生强烈的变换。使电网运行中的交流励磁发电机效率出现运行上的问题，并且出现噪音、发热等故障，并且影响到功率波动使其具备稳定性的运行能力问题。随着电力系统的不断发展，供电形势和稳定性成为了电力行业发展的主题，其发展技术已经被高度的重视。尤其在风力和水力发电系统中交流励磁发电技术的应用范围更大，并且机组的容量也在逐年的上升。这使励磁控制和蓄能技术与电网发展的联系越来越密切。尤其是交流励磁发电机无论是在实用性和同步性上都要高于传统的发电机控制技术，并且能够将自身特点和电网设备相互结合，使励磁控制性大幅度的提高，对电网电压和频率的影响力不断降低，使电力系统的稳定性得到保障。
五、结束语
交流励磁发电机的控制性和调速性上有着十分高效的运行效率，这些优势使其在应用上更加灵活，励磁电源控制技术已经在风力、水力蓄能等方面作为了稳定的张盛能源发电技术，并且对整体机组的稳定性和变频调整的过程中发挥十分重要的作用。
参考文献：
[1]张文亮，丘明，来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术，2008，32
[2]刘其辉，贺益康，张建华.交流励磁变速恒频风力发电机的运行控制及建模仿真[J].中国电机工程学报，2006，26
[3]李辉，杨顺昌，廖勇.并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究[J].中国电机工程学报，2003，23
关键词：励磁电源；技术策略；矢量
引言：交流励磁发电机是优于异步发电机和同步发电机的一种新型发电机，它在性能调节、做功等方面可以进行改善、并且有效的改善电网功率因素，这对提高系统稳定性和降低励磁容量方面有着很好的帮助作用，另外交流励磁发电机在大型电力互联网络中的应用日益广泛，使电力系统稳定性和可靠性上的技术优势更加明显。
一、励磁发电机及其励磁电源控制技术的策略
交流励磁发电机在稳定性和运行状态中要强于传统的异步发电机和同步发电机，它的励磁控制技术是关键因素，同时这也是最为重点控制策略。交流励磁发电机在控制中将转子交流控制作为重点，而且整个控制过程可以通过变换器进行合理的转变，尤其是在电子技术的角度看，变频设备室未来电子设备发展的趋势，所以针对交流励磁发电机的要求来说必须具备如下的几个优点：
首先在励磁电压输出的角度来说，要保证频率、顺序和相位等能够进行自由的调节，并且还要能对发电子转子的磁场力进行控制，这样就能够形成对转子和电机转速的控制。对于谐波控制能准确，尤其在谐波的使用中可以通过定子谐波引出相应的谐波控制。在定子端所发出的电能质量直接可以通过励磁变换器来完成输出。电力的输出功率必须具备双向的流动性，并且具备四象运行能力，要满足交流励磁的运行要求，这样就能完成发电机转子通过励磁变换器来完成回馈。最后在于发电机的单机容量方面。励磁变换器的容量在不断的加大，这样就能起到对变换器对电网的非线性负载作用，这对电网所产生的谐波来说容易引起无功问题，并且形成变换器的输入特性。
二、电网正常运行时交流励磁发电机的励磁控制
当电网处于正常运行的过程中，交流励磁发电机在有功和无功状态下的解耦控制十分重要，常见的励磁控制将矢量控制技术、智能控制技术、动态同步轴系技术、直接功率控制技术等。针对交流励磁发电机的矢量控制研究与异步电机矢量控制技术，相互结合，基本的原理都是建立旋转参考坐标轴系来完成模型的简化，这样就能够使发电机转子电流得双轴在分量上发生转变，并且形成了与定子有功率和无功率之间想回对应的关系，转子励磁电压分量来成为了控制转子励磁电流分量的基础，并且在对于发电机定子有功率和无功率下的解耦控制。在矢量控制技术中，双闭环结构是主体结构，内环主要负责电子流量的控制，外环则成为有、无功的控制环。例如要想保证发电机的稳态功率解耦控制，就必须消除去耦补偿项消除交叉耦合之间的影响，这就需要使用内环电流控制器来完成。矢量控制的轴系选择必须灵活，所以常用控制轴系对选择定子电压、转子磁链、气隙磁链和定子磁链等。
矢量控制技术要想实现励磁控制，就要以开发发电机变速恒频运行为基础，并且使用发电机有功、无功的解耦控制进行辅助。这种形式在动态性能上具备十分良好的抗干扰能力。同时在矢量控制技术中要使用定子电压定向控制方式以外，还要按磁链定向算法均需对发电机的各种磁链进行估算，而且由于励磁控制电压交叉耦合补偿项的存在，其控制效果必然依赖于发电机参数，尤其是电机转子参数。采用电网电压定向矢量控制技术，对发电机转子参数有误差等情况进行了相关仿真分析，但并未对转子参数有较大误差等情况进行深入讨论。
三、电网正常运行时交流励磁电源的控制
目前通常采用双PWM控制的交-直-交电压型变频器作为交流励磁发电机的变频励磁电源，该变频器由电网侧变换器和转子侧变换器所构成，因此也常称为“背靠背”变换器（back-to-back converter）或双 PWM 变换器。当前双 PWM在应用性和方案选择上已经趋于成熟，并且其体积小、运行稳定、造价便宜等优点，使PWM 控制技术在应用范围上更急的广泛，尤其在电网侧变换器和转子侧变换器中均可以对PWM 进行控制，可以将整个系统对电网和发电机的谐波污染控制得非常低，同时具有较高的功率因数。不仅如此，通过 PWM 控制还可以非常容易地实现四象限运行，满足发电机转速变化时励磁功率双向流动的要求。因此双 PWM 变换器具有优良的输入、输出特性和能量双向流动等特点，在交流励磁发电技术中获得了广泛的研究并逐步成为首选的交流励磁电源。
四、电网运行故障时交流励磁发电机的励磁控制
电网运行故障分为电网故障和电压扰动故障两种。电网故障是以引起电压幅值剧烈变化为基础，并且能够直接影响到交流励磁发电机系统的运行，而电压扰动故障则是使电压的频率、对称度、幅值、发生强烈的变换。使电网运行中的交流励磁发电机效率出现运行上的问题，并且出现噪音、发热等故障，并且影响到功率波动使其具备稳定性的运行能力问题。随着电力系统的不断发展，供电形势和稳定性成为了电力行业发展的主题，其发展技术已经被高度的重视。尤其在风力和水力发电系统中交流励磁发电技术的应用范围更大，并且机组的容量也在逐年的上升。这使励磁控制和蓄能技术与电网发展的联系越来越密切。尤其是交流励磁发电机无论是在实用性和同步性上都要高于传统的发电机控制技术，并且能够将自身特点和电网设备相互结合，使励磁控制性大幅度的提高，对电网电压和频率的影响力不断降低，使电力系统的稳定性得到保障。
五、结束语
交流励磁发电机的控制性和调速性上有着十分高效的运行效率，这些优势使其在应用上更加灵活，励磁电源控制技术已经在风力、水力蓄能等方面作为了稳定的张盛能源发电技术，并且对整体机组的稳定性和变频调整的过程中发挥十分重要的作用。
参考文献：
[1]张文亮，丘明，来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术，2008，32
[2]刘其辉，贺益康，张建华.交流励磁变速恒频风力发电机的运行控制及建模仿真[J].中国电机工程学报，2006，26
[3]李辉，杨顺昌，廖勇.并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究[J].中国电机工程学报，2003，23