17、电网蒸汽发电机技术解析

电网蒸汽发电机技术解析

1. 智能电网概述

智能电网的设计需要大量投资，但它能通过合理的电价制定，将运营和维护成本降至最低。优化发电和输电线路规划有助于实现高效的电力流动，减少电力损耗，并促进低成本发电机的高效利用。目前，互联电网在其发电厂、输电线路、变电站和主要负荷中心的控制系统内配备了多个通信系统，能量从发电机流向负荷中心。电力系统运营商通过计量功率流、测量母线电压和频率来监控系统，通过负荷频率和自动发电控制（AGC）满足系统需求。当系统需求无法满足时，系统频率下降，可能会出现电压骤降、轮流停电或不受控制的停电情况。用户的总电力需求会随环境条件大幅变化，备用发电厂的旋转备用机组会处于在线待机模式，以应对波动的电力需求。而具有独立多区域发电（MRG）系统的智能电网，由于其操作系统基于实时定价，可消除旋转备用的成本。

2. 电网蒸汽发电机基础概念

在智能电网和MRG系统的微电网中，有几个基本分析概念至关重要，包括发电机建模、输电系统中稳定功率传输的极限，以及智能电网和功率流的建模。

三相同步发电机是一种三端设备，其机械功率由水电等一次能源或热力装置的机械功率输入，驱动发电机的轴。发电机的励磁绕组位于转子上，通过滑环经发电机的励磁系统由直流电流励磁，或者将励磁装置置于电机转子上。三相平衡绕组位于定子上，定子静止，转子旋转，定子和转子之间的空间称为气隙。气隙长度设计得尽可能小，以确保最大的磁通线穿过气隙并与定子相连。通过在气隙中旋转励磁绕组，产生时变磁通，时变磁通线与定子上的三相绕组相连，产生两种时变磁通：一种是穿过气隙的连接磁通，另一种是通过空气泄漏的漏磁通。连接磁通产生磁化电感和漏电感，由于感应电压和电流在定子绕组上产生，定子绕组也被称为电枢绕组。