[發明專利]一種無刷勵磁系統參數的實測方法

有效

• 申請號: 201310598293.3
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103630779A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 陳剛;孫海順;洪潮;喬嫣然;熊卿;汪盛波;劉蔚;王尊;趙勇;陳雁
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華中科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明屬于電氣工程技術領域，涉及勵磁系統參數實測方案的確定，具體涉及一種無刷勵磁系統參數的實測方法。

背景技術

隨著我國電力系統全國聯網和西電東送工程的實施，對電力系統穩定計算提出了更高的要求，其中就包括在計算中采用實際的勵磁系統參數。但目前全國很多電網公司在進行電網穩定數字仿真計算時，大都采用勵磁系統典型模型和參數，這就使得計算結果與實際情況有較大的偏差，影響電網安全和穩定。目前常見的勵磁系統模型包括三機勵磁系統、自并勵勵磁系統以及無刷勵磁系統。在進行參數實測試驗時，需從勵磁機端引出端子測取勵磁機空載飽和特性。然而，無刷勵磁系統中，由于勵磁機的電樞及整流器都是與主軸一同旋轉的，所以勵磁機輸出電壓無法引出來，即無法得到其勵磁機空載飽和特性。因此，目前常規的勵磁系統參數實測技術不適用于無刷勵磁系統，若忽略其實際情況，直接采用典型值，將對電網的穩定運行造成威脅。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有方法的缺陷，提供一種無刷勵磁系統參數的實測方法。使用該方法可精確獲取無刷勵磁系統中勵磁機空載飽和特性，從而確定系統實際參數值。

本發明的技術方案是，本發明的無刷勵磁系統參數實測方法，所述無刷勵磁系統包括有交流副勵磁機、可控硅整流器、交流勵磁機、不可控整流器以及勵磁調節器，其中交流勵磁機的勵磁繞組安放在定子上，輸出所聯結的二極管整流器固定在發電機的轉軸上，與轉子一同旋轉，其輸出的直流電流直接通入發電機勵磁繞組而不需要滑環及碳刷，交流副勵磁機作為可控硅整流器的供電電源，勵磁調節器對可控硅整流電路進行移相觸發控制，為交流勵磁機提供勵磁電流，交流勵磁機的輸出經不可控整流器向發電機提供勵磁電壓，無刷勵磁系統參數的實測方法是通過發電機空載試驗獲取勵磁機負載特性，利用勵磁機負載特性代替勵磁機空載特性對無刷勵磁系統進行仿真建模。

勵磁機負載特性實測方法包括如下步驟：

1）令發電機按照空載額定轉速運行，按照發電機空載特性曲線調整機端電壓V_t，在此過程中，記錄勵磁機的勵磁電壓值，測量勵磁機的勵磁電流I_fe和發電機的機端空載電壓V_t；

2）根據發電機的空載特性曲線，由測量得到的發電機的機端空載電壓V_t，近似推斷發電機勵磁電流I_f；

3）已知空載情況下，發電機的勵磁電壓與勵磁電流存在如下關系式：???????

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（1）

其中，r_f為溫度為75°時發電機轉子電阻值，根據式（1）推出勵磁電壓值，由此可得勵磁機負載特性；

4）根據勵磁機飽和特性建模的要求，確定飽和曲線對應勵磁機的勵磁頂值電壓和75%勵磁頂值電壓下的勵磁機勵磁電流。

本發明通過發電機空載試驗，利用所測得的發電機的機端電壓值推導出發電機的勵磁電壓值。

本發明將勵磁機負載特性代替勵磁機空載特性輸入到模型中，設置去磁因子K_D=0，利用勵磁機負載特性替代空載特性來對無刷勵磁系統仿真建模。

本發明的有益效果是，本發明所提出的無刷勵磁系統參數實測方法，解決了無法測得勵磁機空載飽和特性的問題，可提高勵磁系統實測參數的精確度，亦有益于電網安全與穩定運行。

附圖說明

圖1是三機無刷勵磁系統的原理圖；

圖2是給定的發電機空載飽和特性曲線；

圖3是三機交流勵磁系統模型的勵磁機負載特性曲線；

圖4是詳細模型與簡化模型的發電機功角仿真對比圖；

圖5是詳細模型與簡化模型的勵磁電壓仿真對比圖；

圖6是詳細模型與簡化模型的機端電壓仿真對比圖；

圖7是詳細模型與簡化模型的有功功率仿真對比圖；

圖8是詳細模型與簡化模型的無功功率仿真對比圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施例進行進一步詳細說明。