励磁系统是电力系统控制的重要组成部分,它直接影响着发电机的运行可靠性、经济性和电力系统运行的稳定性。励磁系统性能的优化与控制策略的研究,对发电机乃至整个电力系统的安全运行具有决定性的意义。本文针对300MW同步发电机的技术特点,全面论述了励磁系统主电路拓扑及辅助电路的工作原理。为提高励磁系统的控制精度与实时性,本文以16位DSP为控制核心,对励磁调节单元软硬件的实现进行研究,以满足发电机在不同运行工况下对励磁系统控制性能的要求。其次,本文在详细阐述PID+PSS控制和线性最优励磁控制理论的基础上,客观分析了两种控制方式的优点与不足,综合二者的优点引出了综合励磁控制的研究方法并在微机上成功实现。通过实验发现,综合励磁控制器的性能更优越,其提高了励磁系统的控制精度,改善了机组运行的稳定性。同时针对单参量PSS存在反调的不足,进行了算法改进,给出了加速功率型PSS的数学推理与软件实现;根据机组的运行结果可知,该算法的改进不仅解决了传统PSS的反调问题,而且优化了PSS抑制低频振荡的性能。最后,本文利用发电机park微分方程,推导了发电机起励与灭磁的数学方程。在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了起励与灭磁的仿真模型。给出了发电机自并起励、他励起励和故障灭磁的仿真结果,并对结果进行客观地分析,得出了有用的结论。