[發(fā)明專利]一種靈活可擴(kuò)展的勵磁控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310562556.5
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103580569A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳強(qiáng);趙敏;王君亮;王驊;施浩波;徐鵬煜;安寧;栗占偉;許立長;夏天;孫璐;趙錚;王官宏;羅青春
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體講涉及一種靈活可擴(kuò)展的勵磁控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)電機(jī)是支持系統(tǒng)電壓的無功功率的主要來源，因此勵磁控制對發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)的幾乎所有的運行方式，都有重大的影響。現(xiàn)代發(fā)電機(jī)勵磁控制的設(shè)計思想已從單個孤立的發(fā)電機(jī)電壓控制上升到全系統(tǒng)全過程的多種控制及保護(hù)的綜合協(xié)調(diào)控制。勵磁控制系統(tǒng)的擴(kuò)展功能，雖然很多是從設(shè)備安全的角度出發(fā)設(shè)置的，但它對發(fā)電機(jī)在特殊方式下的行為以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有間接的影響。

在交流、直流特高壓工程投運后，將對特高壓沿線電網(wǎng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生較大的影響。這種影響不僅體現(xiàn)在系統(tǒng)的運行方式上，還體現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組的有功和無功出力方面。由于特高壓系統(tǒng)的輸送功率較大，當(dāng)特高壓線路故障時，巨大的不平衡功率會對特高壓沿線電網(wǎng)造成大的擾動，造成環(huán)特高壓地區(qū)相關(guān)發(fā)電機(jī)組無功、電壓的大幅波動，可能引起勵磁控制系統(tǒng)的過勵、低勵等限制器的動作，它們動作后會引起勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性的改變，對系統(tǒng)的分析計算尤其是對發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)在大擾動后中長期動態(tài)過程的分析將產(chǎn)生重要影響，應(yīng)計及它們的作用。有鑒于此,建立符合實際的具有廣泛應(yīng)用價值的勵磁控制系統(tǒng)擴(kuò)展功能仿真模型并用于生產(chǎn)實際需求十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種靈活可擴(kuò)展的勵磁控制系統(tǒng)，基本履蓋了國內(nèi)主要發(fā)電機(jī)組勵磁控制系統(tǒng)的擴(kuò)展功能，可用于計及勵磁過勵、低勵、定子電流限制等限制器動作后對系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種靈活可擴(kuò)展的勵磁控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括信號量測單元、自并勵調(diào)節(jié)單元、限制單元和分析決策單元；所述信號量測單元將采集的發(fā)電機(jī)運行信息同時發(fā)送至自并勵調(diào)節(jié)單元和限制單元，所述自并勵調(diào)節(jié)單元和限制單元對運行信息進(jìn)行調(diào)制比較處理后，發(fā)送至分析決策單元進(jìn)行分析。

所述運行信息包括發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓、轉(zhuǎn)子電流、有功功率和無功功率。

所述自并勵調(diào)節(jié)單元包括信號調(diào)節(jié)單元、信號放大單元、信號比較單元、補償單元和信號反饋單元；所述信號調(diào)節(jié)單元、信號放大單元、信號比較單元和補償單元依次串聯(lián)，所述信號反饋單元與所述信號放大單元并聯(lián)。

所述信號量測單元將發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率發(fā)送給所述信號調(diào)節(jié)單元。

所述限制單元包括過勵限制單元、低勵限制單元、定子過電流限制單元和接口接入限制單元。

所述低勵限制單元采用以高比門方式接入的第一低勵限制單元或以電壓信號疊加點接入方式的第二低勵限制單元。

所述第一低勵限制單元包括機(jī)端電壓補償單元、低勵限制定值表單元、無功量測單元、邏輯判斷單元和信號調(diào)節(jié)放大單元；所述機(jī)端電壓補償單元、低勵限制定值表單元和無功量測單元并聯(lián)后，與所述邏輯判斷單元和信號調(diào)節(jié)放大單元依次串聯(lián)；

所述信號量測單元將機(jī)端電壓、有功功率和無功功率分別發(fā)送至所述機(jī)端電壓補償單元、低勵限制定值表單元、無功量測單元，所述邏輯判斷單元通過信號調(diào)節(jié)放大單元輸出電壓信號至高比門。

第二低勵限制單元包括機(jī)端電壓補償單元、低勵限制定值表單元、無功量測單元和信號調(diào)制單元；所述機(jī)端電壓補償單元、低勵限制定值表單元和無功量測單元并聯(lián)后，通過所述信號調(diào)制單元輸出電壓信號至電壓信號疊加點。

所述過勵限制單元包括瞬時電流達(dá)頂值判斷單元、計算熱積累單元、電流給定值選擇單元和過熱值達(dá)定值判斷單元；所述計算熱積累單元和過熱值達(dá)定值判斷單元串聯(lián)后，與所述瞬時電流達(dá)頂值判斷單元和電流給定值選擇單元均并聯(lián)。

所述信號量測單元將轉(zhuǎn)子電流同時發(fā)送給所述過勵限制單元中的瞬時電流達(dá)頂值判斷單元、計算熱積累單元和電流給定值選擇單元。

所述定子過電流限制單元包括計算熱積累單元、過熱值達(dá)定值判斷單元、定子單元/無功調(diào)節(jié)選擇單元以及信號調(diào)節(jié)放大單元；所述計算熱積累單元與過熱值達(dá)定值判斷單元串聯(lián)后，與串聯(lián)的所述定子單元/無功調(diào)節(jié)選擇單元和信號調(diào)節(jié)放大單元并聯(lián)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明適用性廣，基本適用于當(dāng)前各類使用過勵、低勵、定子電流限制的勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組；

2、參數(shù)物理意義明確，使用方便；

3、具有良好的可擴(kuò)展性，可通過電力系統(tǒng)分析綜合程序用戶自定義接口接入新的限制單元。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中勵磁控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實施例中自并勵調(diào)節(jié)單元傳遞函數(shù)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中過勵限制單元傳遞函數(shù)示意圖；