[發明專利]抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統

在審

• 申請號: 201510016655.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104506087A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 胡麗杰;孫玉田;梁彬;王洪泉;韓波;畢純輝;高尚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: H02P1/30
• 分類號: H02P1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統。

背景技術：

隨著水電事業的蓬勃發展，抽水蓄能機組不斷地涌現，與常規水輪發電機相比較，抽水蓄能機組的運行工況要復雜的多。這是由于機組不僅要運行于發電工況，而且還要運行于抽水工況。其中，在由發電工況轉換為抽水工況的情況下要經過一個過渡階段，即啟動過程。變頻啟動是大型抽水蓄能機組最經常采用的方法，同時也是保證機組是否能夠可靠啟動的關鍵技術之一。采用SFC(靜止變頻器)裝置進行變頻啟動的過程非常復雜。在抽水蓄能機組的開發中，對變頻啟動技術進行物理仿真和實驗驗證是非常重要的，而負載模擬是抽水蓄能機組變頻啟動物理仿真系統的難點。據資料了解，到目前為止國內外尚沒有對大型抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統的相關報道。抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統的實現彌補了國內外抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統的空白。對抽水蓄能機組的研發具有一定的指導作用。

發明內容：

本發明的目的是提供一種通過采用先進的控制器和四象限變頻器轉矩控制輸出驅動異步電動機技術實現抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統，本發明是通過以下技術方案實現的：本發明的技術方案為一種抽水蓄能機組變頻啟動負載模擬系統，T5610型上位計算機、Y355L2_12/V3型異步電動機、SINAMICS?S120型四象限變頻器、SIMOTION?D435型控制器和RSH58型增量式光電編碼器為此發明的核心設備，T5610型上位計算機(1)的工業以太網口通過網線與SIMOTION?D435控制器(2)的PROFINET(工業以太網技術的自動化總線標準)接口連接；SIMOTION?D435控制器(2)的輸出接口DRIVE-CLIQ總線(底層通信總線)接口通過網線連接到SINAMICS?S120四象限變頻器(3)的工業以太網口；SINAMICS?S120四象限變頻器(3)輸出端子通過三條相同的電纜線(4)與Y355L2_12/V3異步電動機(5)輸入電源的三相輸入端子相連接；RSH58型增量式光電編碼器(7)空心軸套套在異步電動機軸(6)的軸頭上；RSH58型增量式光電編碼器(7)推挽輸出6條相同的信號線(8)與SINAMICS?S120四象限變頻器(3)數字量輸入端子相連，實現抽水蓄能機組變頻啟動過程中轉速的測量。

本發明中負載模擬系統，通過上位計算機將抽水蓄能機組發電電動機變頻啟動負載阻力矩與轉速的關系數組通過工業以太網總線傳輸給控制器SIMOTION?D435，控制器SIMOTION?D435解析后，通過DRIVE-CLIQ總線(底層通信總線)傳輸給SINAMICS?S120四象限變頻器，本發明在進行負載模擬時，在機組進行變頻啟動過程的起始階段，即發電電動機開始轉動之前，當SFC(靜止變頻器)裝置所輸出的驅動轉矩未達到機組啟動轉矩之前，負載模擬系統通過采取轉矩控制模式實時輸出與SFC(靜止變頻器)裝置輸出的驅動轉矩相平衡的負載轉矩，以使機組處于靜止狀態，即實現負載模擬系統的零速—轉矩輸出功能，本發明中四象限變頻器SINAMICS?S120通過光電編碼器測量轉速，根據負載阻力矩-轉速函數關系輸出轉矩，實現抽水蓄能機組發電電動機變頻啟動負載的模擬。

本發明的上位機測控軟件是基于圖形化編程軟件實驗室虛擬儀器工程工作臺(LabVIEW)中的SCOUT多功能系統控制軟件平臺編制的，開發時間短、模塊化、可移植性和界面友好的特點。

本發明成果是可以驗證SFC(靜止變頻器)裝置最優控制策略的優越性。本發明成果計算抽水蓄能機組變頻啟動過程中發電電動機從啟動到并網過程中SFC(靜止變頻器)裝置的工作時間。

圖1是本發明負載模擬系統裝置結構示意圖

圖2是本發明原理結構圖

具體實施方式：