[實用新型]一種發電廠高壓側無功-電壓綜合控制裝置

有效

• 申請號: 201420278736.0
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN203911489U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 周保榮;謝小榮;董宜鵬;洪潮;金小明;姚文峰
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;清華大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02P9/36
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本實用新型屬于電力系統電壓/無功動態控制技術領域，特別涉及一種發電廠高壓側無功-電壓綜合控制裝置，通過控制發電機電壓和無功功率輸出，達到提高動態無功支撐能力和系統電壓穩定性的目的。

背景技術

為了解決電力系統電壓失穩這一重大技術難題，一方面要大力應用新型的動態無功補償設備，如靜止無功補償器(SVC)、靜止同步補償器(STATCOM)等，另外一方面更要充分利用電網中分布最廣、容量最大和應用最多的同步發電機動態無功容量。雖然新型的動態無功補償設備在運行范圍、可控性和響應速度上具有明顯的優勢，但是也有控制復雜、造價高昂等缺點；在電力系統的電壓/無功動態控制中，發電機勵磁控制一直發揮著關鍵的作用，所以應當首先利用發電機的動態電壓/無功控制能力，將控制成本低廉、大容量的發電機動態無功儲備作為支撐暫態電壓的技術首選，以提高系統運行的經濟性和安全性。發電機勵磁控制的研究歷史悠久、成果豐富，但既往研究多從穩定端電壓、抑制低頻振蕩等角度出發，而電壓控制的目標僅限于局部，較少從系統級暫態電壓穩定性對動態無功的需求角度出發，往往造成發電機的無功儲備未被充分激活利用。發電機勵磁系統主要包括勵磁功率模塊和勵磁調節器，勵磁功率模塊負責向同步發電機轉子提供電流，勵磁調節器用過檢測發電機的電壓、功率等狀態量，對勵磁控制模塊發出控制信號，控制勵磁功率模塊的輸出。勵磁調節器的基本功能之一就是調節同步發電機的機端電壓。對發電機而言，高壓側電壓控制(HSVC)是一種很有潛力的控制方式，能夠控制發電機外部(包括發電機升壓變壓器內部或線路)某一點的電壓，國外已有一些公司研究開發了高壓側電壓控制器，并進行了現場測試，國內也有學者也對發電機高壓側電壓控制系統進行了理論和仿真研究，結果均表明這種控制方式有利于提高電壓穩定性。但是現有關于HSVC的研究大多停留在單機無窮大系統，即機組層次，缺少針對電廠層次乃至系統層次的研究。考慮到現代電力系統中有眾多發電廠，每個發電廠又有多臺機組，機組層次的HSVC已不能滿足實際的工程需求。

實用新型內容

鑒于以上已有技術存在的不足之處，本實用新型提出一種發電廠高壓側無功-電壓綜合控制裝置，本裝置對原有的發電機勵磁系統進行改進，為發電機勵磁系統提供電壓參考值，能夠實現電廠層次的HSVC，具有很好的通用性，需要測量的參數少，參數配置靈活，調試的難度低。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

本實用新型提出的一種發電廠高壓側無功-電壓綜合控制裝置，用于包括N臺發電機的發電廠，N為正整數；其特征在于，包括主控制單元，與主控制器相連的N個綜合控制單元；每個綜合控制單元包括一個由依次相連的電壓互感器、采樣保持電路和A/D轉換器組成的電壓采樣電路，一個由依次相連的電流互感器、采樣保持電路和A/D轉換器組成的電流采樣電路，一個D/A轉換器和一個由勵磁調節器和勵磁功率模塊組成的電壓調節單元；其中，電壓采樣電路的電壓互感器并聯在一臺發電機輸出端，可取樣電壓信號，電流采樣電路的電流互感器也串聯在該臺發電機輸出端，可取樣電流信號；同時電壓調節單元的勵磁調節器也與該發電機的輸出端相連；電壓調節單元的勵磁功率模塊與該發電機的輸入端相連；該D/A轉換器的輸出端與該電壓調節單元的勵磁功率模塊的輸入端相連；所述主控制器分別連接電壓采樣電路的A/D轉換器的輸出端和電流采樣電路的A/D轉換器的輸出端，同時該主控制器與該D/A轉換器的輸入端相連。

本實用新型的特點及有益效果：

本裝置通過控制發電機電壓和無功功率輸出，達到提高動態無功支撐能力和系統電壓穩定性的目的。

1、具有很好的通用性，具體表現于：a)適用于單臺發電機和有多臺發電機的發電機組；b)適用于各種發電機勵磁系統。

2、需要測量的參數少，其余的參數均可根據需要自行設置。

3、本裝置可在發電機現有勵磁系統的基礎上安裝，結構簡單，操作方便，減少了調試的難度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2為圖1中一個綜合控制單元的具體結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和給出的實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。