P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用

李国胜，华泽玺，苗轶如

(西南交通大学电气工程学院，四川成都 610031)

P-Q图又称安全运行极限图，在分析同步发电机运行状态时常会用到P-Q图，发电机组的PQ图能很好的描述它的实时运行点。利用P-Q图，结合常用的稳定性指标可分析冲击负荷对发电机稳态运行的影响［1］，及发电机组参与无功服务的能力，帮助发电公司分析发电机组在无功辅助服务市场中确定竞价策略，从而为电厂投标无功支撑服务提供重要的技术数据［2-3］。文献［4］通过相量图分析了同步发电机稳态运行时的功率极限，总结了对于同步发电机有功调节无功调节的一些有益结论。因此将同步发电机P-Q图进行准确、实时绘制并运用于发电机运行状态监测中是有意义的。本文采用对同步发电机运行极限边界函数化的方法，通过计算机实时求解边界交点，采用插值法实时绘制同步发电机每条运行极限边界，最后将绘制的P-Q图应用于汽轮机运行状态在线监测系统中，分析同步发电机运行工况，帮助运行人员合理规划有功、无功出额。

1 P-Q图含义

同步发电机在稳定运行下，发电机的允许运行范围一般由五个物理条件决定:静态稳定极限、极限输出功率、同步发电机定子发热极限、同步发电机转子发热极限、最小励磁极限。根据发电机允许运行范围，画出对应的各条极限曲线，如图1所示。

图1 隐极同步发电机P-Q图

P-Q图的实际物理意义是在同步发电机电动势向量关系中乘以相量而得到的，即P=IaUGcosθ，Q=IaUGsinθ，其中，UG为发电机端电压，xd为直轴电抗。……