[發(fā)明專利]一種微型模擬同步調(diào)相機(jī)控制系統(tǒng)及其工作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110693228.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113595096A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李昊;鑒慶之;李文升;王春義;趙龍;張曉磊;鄭志杰;賈善杰;梁榮;楊波;盧志鵬;吳奎華;朱毅
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16;H02J13/00;H02H7/26
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 黃曉燕

本申請公開了一種微型模擬同步調(diào)相機(jī)控制系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)包括：微型模擬同步電動(dòng)機(jī)、光電編碼器、輕型同步相量測量一體機(jī)、微處理器、功率放大器、雙通道可控勵(lì)磁電源、通信模塊、繼電器模塊和服務(wù)器主站。該方法包括：利用微型模擬同步電動(dòng)機(jī)模擬同步調(diào)相機(jī)；監(jiān)測微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁輸入電壓，控制微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、無功功率輸出值和無功功率吸收值，計(jì)算得出同步相量數(shù)據(jù)；將同步相量數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器主站且采用多線程方式對同步相量數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、校驗(yàn)和解析；調(diào)節(jié)微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的輸出功率和功率因數(shù)。通過本申請，能夠?qū)崿F(xiàn)對微型模擬同步調(diào)相機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高控制精度和實(shí)驗(yàn)的直觀性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及同步調(diào)相機(jī)模擬技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型模擬同步調(diào)相機(jī)控制系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

同步調(diào)相機(jī)又稱同步補(bǔ)償機(jī)，其運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，既不帶機(jī)械負(fù)載，也無需原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以視為只從電力系統(tǒng)中吸收少量的有功功率以維持運(yùn)轉(zhuǎn)，且根據(jù)系統(tǒng)需要，向電力系統(tǒng)提供或吸收無功功率的同步電動(dòng)機(jī)。同步調(diào)相機(jī)由于其調(diào)節(jié)過程平滑、不降低系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、過勵(lì)/欠勵(lì)切換靈活、無功補(bǔ)償功率大、生產(chǎn)維護(hù)技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制。因此，同步調(diào)相機(jī)的模擬技術(shù)發(fā)展前景廣闊，如何設(shè)計(jì)同步調(diào)相機(jī)的模擬方法，是個(gè)重要的技術(shù)問題。

目前同步調(diào)相機(jī)的模擬方法主要是軟件模擬方法。具體地，將同步調(diào)相機(jī)等效為一組微分代數(shù)方程，根據(jù)已知的異步電動(dòng)機(jī)組物理模型和數(shù)學(xué)參數(shù)進(jìn)行同步調(diào)相機(jī)模擬，然后將模擬的同步調(diào)相機(jī)與其它電力系統(tǒng)元件集成在一個(gè)虛擬平臺中。

然而，目前的同步調(diào)相機(jī)模擬方法中，由于該軟件模擬方法依賴于已知的異步電動(dòng)機(jī)組物理模型和準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)參數(shù)，難以揭示出新的物理特性，不利于實(shí)驗(yàn)者熟悉電力系統(tǒng)物理元件和物理現(xiàn)象，應(yīng)用于教學(xué)環(huán)境時(shí)不夠直觀。而且，該軟件模擬方法基于一定的假設(shè)條件，方法本身的誤差和計(jì)算過程產(chǎn)生的誤差都使得計(jì)算結(jié)果與準(zhǔn)確值有一定的差距，并且這種誤差只能減小而不能徹底消除。因此，目前的同步調(diào)相機(jī)模擬方法所獲取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性較低，且不夠直觀。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N微型模擬同步調(diào)相機(jī)控制系統(tǒng)及其工作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的同步調(diào)相機(jī)模擬方法所獲取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性較低，且不夠直觀的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：

一種微型模擬同步調(diào)相機(jī)控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微型模擬同步電動(dòng)機(jī)、光電編碼器、輕型同步相量測量一體機(jī)、微處理器、功率放大器、雙通道可控勵(lì)磁電源、通信模塊、繼電器模塊和服務(wù)器主站，所述微型模擬同步電動(dòng)機(jī)與光電編碼器同軸連接，所述光電編碼器通過兩根數(shù)據(jù)線與所述微處理器連接，所述微處理器通過通信模塊與輕型同步相量測量一體機(jī)連接，所述通信模塊還與服務(wù)器主站通信連接，所述微處理器經(jīng)由功率放大器與所述雙通道可控勵(lì)磁電源連接，所述雙通道可控勵(lì)磁電源的輸出端連接至所述微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁輸入端，所述微處理器還與繼電器模塊連接，所述微處理器還直接與雙通道可控勵(lì)磁電源連接，所述光電編碼器用于采集微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速，所述輕型同步相量測量一體機(jī)用于監(jiān)測微型模擬同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算得出同步相量數(shù)據(jù)，所述微處理器用于采用多線程方式接收、校驗(yàn)和解析所述同步相量數(shù)據(jù)，所述繼電器模塊用于將微型模擬同步電動(dòng)機(jī)從微型動(dòng)態(tài)模擬電力系統(tǒng)中投入或切除，所述同步相量數(shù)據(jù)包括：電力系統(tǒng)三相正序電壓幅值、正序電壓相角、正序電流幅值、正序電流相角以及頻率值。

可選地，所述微型模擬同步電動(dòng)機(jī)為微型模擬三相同步電動(dòng)機(jī)，所述微型模擬三相同步電動(dòng)機(jī)的三相輸出端由6個(gè)接線端子引出，所述微型模擬三相同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁輸入端由正極和負(fù)極兩個(gè)端子引入，且所述正極和負(fù)極分別連接所述雙通道可控勵(lì)磁電源的輸出端。

可選地，所述光電編碼器為增量式正交光電編碼器。