[實用新型]一種發電機原動系統動態仿真的裝置

無效

• 申請號: 200820159293.8
• 申請日: 2008-11-19
• 公開（公告）號: CN201303308Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 劉覺民;章兢;譚立新;魯文軍;陳明照;蒲玉興;王鎮道;楚鋒;杜宗林;陳雄;周冰航
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P7/28;H02P7/282;H02P7/285;H02H7/085;H02H7/09
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，涉及一種發電機原動系統動態仿真的裝置。

背景技術

發電機原動系統仿真模型是電力系統動態模擬的重要設備之一，主要應用于科研院所和電力自動化設備生產企業的電力系統科學研究、電力新技術新設備的研發和電力產品檢驗與測量，以及高等院校的科研與實驗教學。

目前國內外采用的仿真裝置多為全模擬控制，存在結構復雜、電子元器件容易老化、易受環境溫度影響、抗干擾能力差與自動化程度低等缺點。少數采用數/模控制，但未能實現與PC機通信功能與遙感、遙測、遙控等功能，PI參數的確定采用傳統方法，系統調試與維護復雜。

表1：國內外電力系統動態模擬概況

表2：國內外發電機原動系統仿真裝置主要技術指標對比

^*指仿真系統動態特性指標與MATLAB數字仿真結果相對誤差，^**KGS型可控硅整流器使用說明書(上海整流器廠)

實用新型內容

本實用新型的所要解決的技術問題是提供一種發電機原動系統動態仿真的裝置，該裝置能直觀顯示各種數據參數并且能與上位機通信。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：

一種發電機原動系統動態仿真的裝置，其特征在于，包括微處理器、用于與傳感器連接的檢測電路、用于與發電機連接的輸出電路和顯示器；所述的檢測電路、輸出電路和顯示器均與微處理器連接。

該裝置還包括通信電路，該通信電路與上位機通信連接。

所述的通信電路采用R485通信電路。

所述的輸出電路為整流輸出電路；所述的檢測電路采集電樞電流、電樞電壓、勵磁電流以及轉速數據；所述的顯示器采用LCD顯示器。

本實用新型所具有的有益效果有：

本裝置采用LCD液晶中文數據實時顯示，使用戶能更直觀地進行參數調整等操作。

本裝置具有R485串行通訊接口，可用來與PC機或者與監控臺連接，供監控人員監控使用。

附圖說明

圖1裝置總體原理框圖；

圖2電樞供電電路；

圖3勵磁供電電路；

圖4壓敏電阻保護電路；

圖5斷相保護電路；

圖6操作回路原理圖；

圖7數字控制部分原理框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

實施例1：

運用電力系統物理模擬和數學仿真基本理論以及物理相似基本定理，建立了發電機原動系統(調速器、管道特性和原動機自平衡特性)通用仿真(數學)模型，突破純硬件仿真和全模擬控制的傳統思想，采用基于微機控制的原動系統動態仿真方法，運用硬件仿真與軟件仿真、模擬控制與數字控制以及數學模擬與物理模擬相結合的方法并利用通信技術，實現了發電機原動系統動態特性仿真。

該裝置對電力系統的真實原動機(水輪機和汽輪機)及其調速器進行模擬，由數字控制部分、模擬控制部分和主回路組成，如圖1所示。數字控制部分完成原動機調速器的仿真，模擬控制部分、主回路以及直流電動機完成對原動機即水輪機和汽輪機自平衡特性的仿真，它們共同完成原動機及其調速系統的仿真。

主回路功能：三相交流電源經可控整流器變換為直流電源，由控制電路產生觸發脈沖調節直流電壓，以給直流電動機供電和調節機組轉速。

操作回路功能：對主回路上各開關進行控制，同時也與控制電路進行信號的交互，完成信號報警等功能。

控制電路功能：通過對主回路的信號采集處理，給主回路的三相可控整流橋各晶閘管提供合適的觸發脈沖。故障時可給操作回路提供保護信號，通過操作回路切斷主回路的電源。

4.2主回路

主回路給20KW直流電機提供電樞電電壓和勵磁電流，并給主電路提供保護。

4.2.1電樞電壓形成電路

采用直流電動機來模擬原動機，需要提供直流作為電樞電壓，對電動機轉速的調節是通過改變電樞電壓的大小來實現的，設計的三相可控硅整流橋電路，將電網中的三相交流電源轉變為電壓大小可調的直流電源。其電路如圖2所示。

圖中KM1為交流接觸器，作為主回路的電源開關；TM1為三相電源變壓器(變比為380/200)，其容量根據不同的機組而有所不同。