维持发电机的电压在给定水平维持电压水平是励磁控制系统的最主要的任务，有以下3个主要原因：
1、保证电力系统运行设备的安全
电力系统中的运行设备都有其额定运行电压和最高运行电压。保持发电机端电压在容许水平上，是保证发电机及电力系统设备安全运行的基本条件之一，这就要求发电机励磁系统不但能够在静态下，而且能在大扰动后的稳态下保证发电机电压在给定的容许水平上。发电机运行规程规定，大型同步发电机运行电压不得高于额定值的110%。
2、保证发电机运行的经济性
发电机在额定值附近运行是最经济的。如果发电机电压下降，则输出相同的功率所需的定了电流将增加，从而使损耗增加。规程规定大型发电机运行电压不得低于额定值的90%；当发电机电压低于95%时，发电机应限负荷运行。其他电力设备也有此问题。
3、提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定的要求在许多方面是一致的
励磁控制系统对静态稳定、动态稳定和暂态稳定的改善，都有显著的作用，而且是最为简单、经济而有效的措施。
控制并联运行机组无功合理分配并联运行机组无功功率合理分配与发电机端电压的调差率有关。发电机端电压的调差率有三种调差特性：无调差、负调差和正调差。
两台或多台有差调节的发电机并联运行时，按调差率大小分配无功功率。调差率小的分配的无功多，调差率大的分配到的无功少。
如果发电机变压器单元在高压侧并联，因为变压器有较大的电抗，如果采用无差特性，经变压器到高压侧后，该单元就成了有差调节了。
若变压器电抗较大，为使高压母线电压稳定，就要使高压母线上的调差率不至太大，这时发电机可采用负调差特性，其作用是部分补偿无功电流在主变压器上形成的电压降落，这也称为负荷补偿。调差特性由白动电压调节器中附加的调差环节整定。与大系统联网的机组，调差率Ku在±（3% -10%）之问调整。
提高电力系统的稳定性
1、励磁控制系统对静态稳定的影响
对于汽轮发电机，其功角特性为：
当无励磁调节时，Eq=常数，静态稳定功率极限对应功角为90°。
如果发电机在运行中可自动调节励磁，则此时Eq为变值，相应的传输功率可得到显著的提高。静态稳定功率极限理论值取决于微动态稳定的条件，对应的功角大于90°。
如果励磁调节器具有更良好的性能和更高的电压放大倍数，在负载变化中可维持发电机的电压U为恒定值，此时的外功率特性曲线将具有更高的斜率，静态稳定功率极限理论值也取决于微动态稳定的条件。对应的转子功角更大于90°。
同步电机的静态稳定能力提高后，相应系统传输功率的能力也得到提高。
2、励磁控制系统对暂态稳定的影响
提高暂态稳定性有两种方法，减小加速面积或增大减速面积。减小加速面积的有效措施之一是加快故障切除时问，而增加减速面积的有效措施是在提高励磁系统励磁电压响应比的同时，提高强行励磁电压倍数，使故障切除后的发电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出，以达到增加减速面积的目的。
励磁顶值电压越高，电压响应比越快，励磁调节对改善暂态稳定的效果越明显。但是，考虑到发电机绝缘的强度，强励顶值电压以（7~9）倍为宜，于此基值取为发电机空载励磁电压。
3、励磁控制系统对动态稳定的影响
电力系统的动态稳定性问题，可以理解为电力系统机电振荡的阻尼问题。励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系统机电振荡阻尼变弱（甚至变负）的最重要的原因之一。
在一定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用在维持发电机电压恒定的同时，特产生负的阻尼作用。在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强。因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定性的要求是不相容的。
解决电压调节精度和动态稳定性之问矛盾的有效措施，是在励磁控制系统中增加其它控制信号。这种控制信号可以提供正的阻尼作用，使整个励磁控制系统提供的阻尼是正的，而使动态稳定极限的水平达到和超过静态稳定的水平。这种控制信号不影响电压调节通道的电压调节功能和维持发电机端电压水平的能力，不改变其主要控制的地位，因此，称为附加励磁控制。
原作者：DQ学习笔记
