[發明專利]用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統

在審

• 申請號: 201110416482.5
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102522773A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 解大;房新雨;余志文;張延遲;庒駿鵬;蔣傳文;艾芊;何偉
• 申請（專利權）人: 上海信元瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/42;G09B9/00
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

1.一種用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，連接一電網模擬系統，其特征在于，所述發電機組控制系統包括發電機系統、與該發電機系統分別連接的調速控制模塊、勵磁控制模塊和同期控制模塊，所述的發電機系統包括同軸連接的電動機與發電機，所述調速控制模塊包括一調速系統，所述勵磁控制模塊包括一靜止勵磁系統，所述同期控制模塊包括相互連接的同期控制單元和并列斷路器，其中：

所述并列斷路器連接所述電網模擬系統和發電機；

所述同期控制單元連接所述電網模擬系統、調速系統、靜止勵磁系統和發電機；

所述調速系統分別連接所述電動機和發電機；所述靜止勵磁系統連接所述發電機；

所述調速系統由市電供電，采樣所述發電機輸出側的三相電壓和三相電流，并與預先設定的三相目標電壓和三相目標電流進行分析比較，得出增速或減速的控制指令，并利用具有可控占空比的PWM信號來調節所述電動機的轉速，從而調節所述發電機的出力；

所述靜止勵磁系統采集所述發電機的三相定子電壓、三相定子電流、轉子電壓和轉子電流，通過對該靜止勵磁系統內的三相全控整流橋的觸發角進行控制，從而調節勵磁電流的大小，調節發電機輸出電壓；

所述同期控制單元采集所述發電機輸出側的三相電壓以及所述電網模擬系統的三相電壓并比較獲取滑差信息，并通過所述勵磁控制模塊和調速控制模塊來對發電機進行控制，直到所述滑差信息滿足同期合閘條件時，發送合閘命令給所述并列斷路器，實現所述發電機和電網模擬系統的準同期并列。

2.根據權利要求1所述的用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，其特征在于，所述靜止勵磁系統包括起勵電源、起勵元件、三相全控整流橋、勵磁變壓器、勵磁調節器、驅動電路、第一電壓互感器和第一電流互感器，其中：

所述起勵電源、起勵元件、三相全控整流橋和所述發電機依次連接；

所述三相全控整流橋的輸入端通過所述勵磁變壓器連接所述發電機的輸出側；所述三相全控整流橋的輸出端連接所述發電機的勵磁線圈；

所述第一電壓互感器和第一電流互感器分別采集所述發電機的三相定子電壓和三相定子電流供給傳給所述勵磁調節器；

所述勵磁調節器通過所述驅動電路對所述三相全控整流橋內的晶閘管控制角進行控制。

3.根據權利要求1或2所述的用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，其特征在于，所述的勵磁控制模塊可以進行同步發電機的起勵實驗、逆變滅磁和跳滅磁開關滅磁實驗、伏/赫限制實驗、強勵實驗、欠勵限制實驗、調差實驗和PSS實驗。

4.根據權利要求1或2所述的用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，其特征在于，所述調速系統包括第二電壓互感器和第二電流互感器，以及與該第二電壓互感器和第二電流互感器分別依次連接的第三儀表放大器、第三A/D轉換器、第二中央處理器芯片、D/A轉換電路和變頻器，其中：

所述變頻器連接所述電動機；

所述第二電壓互感器采集所述發電機輸出側的三相電壓，所述第二電流互感器采集所述發電機輸出側的三相電流，并經所述第三儀表放大器和第三A/D轉換器傳給所述第二中央處理器芯片；

所述第二中央處理器芯片將接收的信號計算處理，得出發電機輸出有功功率，與預先設定的有功功率進行分析比較，得出增速或減速的控制指令，然后發出PWM信號，該PWM信號經所述D/A轉換電路轉換成電流信號后傳給所述變頻器；

所述變頻器由市電供電，根據接收的電流信號控制所述電動機的輸入頻率，從而調節所述發電機的轉速。

5.根據權利要求4所述的用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，其特征在于，所述的預先設定的有功功率，可以為用戶手動設置的數值，也可以是發電機并網后的自動調節量或者由調度控制。

6.根據權利要求4所述的用于電力系統動態模擬實驗的發電機組控制系統，其特征在于，所述的調速控制模塊可以進行發電機頻率調整實驗，以及發電機組之間的有功出力分配實驗。