[實用新型]可變速抽水蓄能交流勵磁發電電動機的同步并網控制系統

有效

• 申請號: 201320406960.9
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN203398805U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 姜建國;劉賀;羅*;徐亞軍;喬樹通
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本實用新型屬于大功率抽水蓄能變流機組控制領域，具體涉及可變速抽水蓄能交流勵磁發電電動機的同步并網控制方法。

背景技術

隨著現代工業和電力事業的迅猛發展，尤其是核能、風能、太陽能等清潔能源發電容量所占比重日益增加，電力系統負荷峰谷差矛盾日趨突出。在各種解決此矛盾的方式中，抽水蓄能電站以其快速、有效、經濟、可靠的特點，在電網的調峰、填谷、調頻、調相中扮演著重要的角色，成為目前最有效和最經濟的電網負荷調節手段。抽水蓄能電站合理有效的利用，可減少常規火電調峰電源建設和火電機組排放污染氣體，這對我國環境保護以及低碳排放極為有利。因此，抽水蓄能電站作為水電的補充，可彌補水電的不足，有利于水電和電力工業的可持續發展，同時還使水電以至電力工業增加新的活力。

我國抽水蓄能電站的現有機組大部分為同步發電電動機機組，其存在變流器容量大、速度不可調、動態響應慢、無功不可調、低負載效率低等缺點，交流勵磁發電電動機具有“定頻變速”的特性，使得水輪機組可在電機同步速點上下調節，可有效減少水輪機組的負荷壓力機，同時，交流勵磁發電電動機具有無功調節迅速、變流器容量小的特點，其中同步并網策略是其關鍵技術之一。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種可變速抽水蓄能交流勵磁發電電動機的同步并網控制系統。

根據本實用新型的一個方面，提供一種可變速抽水蓄能交流勵磁發電電動機的同步并網控制系統，包括三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4、信號檢測回路5、外部接口6、控制板7、人機界面8；

三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4依次連接，信號檢測回路5連接至三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4、控制板7，控制板7連接至外部接口6、控制板7、人機界面8。

優選地，輸入變壓器2的輸入端與三相電源1相連，輸入變壓器2為多電平逆變器3提供電源，同時具有隔離功能。

優選地，多電平逆變器3為四象限結構。

優選地，控制板7采用DSP與FPGA的雙CPU結構。

優選地，DSP為TI的浮點型DSP。

優選地，FPGA采用Xilinx的大規模可編程門的FPGA。

與現有技術相比，利用本實用新型能夠采用矢量控制技術，通過磁鏈與轉矩觀測環節、同步控制環節、電流控制環節、電壓前饋環節、旋轉矢量控制SVM環節組成，在電勵磁同步機各種模式下具有系統轉矩與無功調節迅速的特點，且體積小，結構緊湊。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1示出本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

根據本實用新型提供的可變速抽水蓄能交流勵磁發電電動機的同步并網控制系統，包括三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4、信號檢測回路5、外部接口6、控制板7、人機界面8；其中，三相進線與電網相連，為多電平逆變器3提供工作電源；控制板7根據完成交流勵磁發電電動機電機的控制、通信、故障封鎖與保護等任務；控制板7與外部接口6相連，外部接口6可提供變頻器組網及上位機通信等接口；人機界面完成用戶參數的輸入輸出；信號檢測回路完成逆變器信號、壓縮機信息、變壓器信息以及電網信息的采集與傳輸，為控制系統提供控制依據。

三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4依次連接，信號檢測回路5連接至三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵磁發電電動機4、控制板7，控制板7連接至外部接口6、控制板7、人機界面8。

優選地，輸入變壓器2的輸入端與三相電源1相連，輸入變壓器2為多電平逆變器3提供電源，同時具有隔離功能。多電平逆變器3為四象限結構。控制板7采用DSP與FPGA的雙CPU結構。DSP為TI的浮點型DSP。FPGA采用Xilinx的大規模可編程門的FPGA。功率器件為高壓大電流功率模塊。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。