基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統的製作方法
2023-05-31 01:42:26
專利名稱：基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及勵磁控制系統領域，特別是涉及一種基於電壓型變流 器的自並勵勵磁控制系統。
背景技術：
現代電力系統要求同步發電機勵磁系統能抑制0.1Hz 3Hz低頻/超低 頻振蕩。然而常規可控矽整流的勵磁系統僅通過控制直流勵磁來增強阻尼， 已很難達到抑制低端O.lHz到高端3Hz的寬範圍低頻振蕩的目的。當電網 發生低頻/超低頻振蕩時，同步發電機機端電壓也將隨著大幅度低頻/超低頻 振蕩，這樣機端電壓有可能較長時間(幾秒鐘)持續處在較低水平。在振 蕩期間，如果系統發生短路故障或需要增補無功，則要求自並勵勵磁系統 強行勵磁或加大勵磁。 一旦出現勵磁能力不足，必將導致系統事故擴大化。
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上述不足之處，提供一種基於電壓型變流 器的自並勵勵磁控制系統，該系統不僅可以通過直流勵磁為系統提供阻尼， 還可調節同步發電機的機端電壓為系統提供阻尼，從而有效抑制電力系統 低頻/超低頻振蕩，提高電力系統運行穩定性。基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統，包括勵磁變壓器、 M個電壓型變流器、斬波器並聯組和勵磁線圈，勵磁變壓器的一次繞組數
為1， 二次繞組數為M， MM; M個電壓型變流器的交流端與勵磁變壓器 的M個二次繞組一一對應連接，直流端並聯在一起構成直流埠與斬波器 並聯組的一個埠相接，斬波器並聯組的另一埠連接勵磁線圈；所述電 壓型變流器由至少一個電壓型三相全控橋式電路並聯構成。
基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統，包括勵磁變壓器、M 個電壓型變流器、勵磁線圈，勵磁變壓器的一次繞組數為1， 二次繞組數為 M， MM; M個電壓型變流器的交流端與勵磁變壓器的M個二次繞組一一 對應連接，直流端並聯在一起構成直流埠與勵磁線圈相接，電壓型變流 器由至少一個變流單元並聯構成，變流單元由電壓型三相全控橋式電路與 斬波器串接構成。
本實用新型具有以下技術效果
(1)本實用新型在應用中，勵磁變壓器的一次繞組與同步發電機的機
端連接，二次繞組與並聯多重化電壓型變流器的交流側相連；並聯多重化 電壓型變流器的直流側與勵磁線圈相連。採用最優勵磁協調控制算法來控 制並聯多重化電壓型變流器的全控開關器件(如IGBT、 IGCT及GTO等) 的工作狀態，以達到以下兩個目的第一，控制變流器直流側的電流(即 直流勵磁電流)大小為系統提供正阻尼；第二，控制變流器交流側的電流 經勵磁變壓器向同步發電機的機端發出或吸收無功功率(即為系統提供正 阻尼)。相比之下，後者直接作用於發電機的機端，基本無延時(ms級)， 所以要比前者具有快得多的控制速度來抑制電力系統低頻/超低頻振蕩。(2) 在電力系統大幅度低頻/超低頻振蕩期間，由並聯多重化電壓型變 流器構成的自並勵勵磁系統具有升壓能力，可以維持很好的勵磁能力。故 基於並聯多重化電壓型變流器的新型自並勵勵磁系統可以達到他勵勵磁系 統的控制效果。
(3) 本實用新型的電壓型變流器採用全控開關器件變換電流，全控開 關器件的開關頻率較高，因此產生的諧波相對較小，加之並聯多重化結構， 產生的諧波進一步減少。
(4) 傳統的可控矽整流勵磁系統容易出現換相失敗，而本實用新型採 用基於全控開關器件構成的電壓型變流器，在逆變時不會出現換相失敗現 象，提高了系統的可靠性。
(5) 控制電壓型變流器中的全控開關器件可以關斷直流電流，故本實 用新型與滅磁開關協調動作，有利於非線性電阻建壓，有效防止滅磁失敗。
圖l為本實用新型結構示意圖。 圖2為勵磁變壓器結構示意圖。
圖3為電壓型三相橋式電路結構示意圖。
圖4為斬波器並聯組結構示意圖。
圖5為勵磁線圈結構示意圖。
圖6為本實用新型的另一種結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步詳細的說明。 如圖1本實用新型一種實施方式的結構示意圖。該系統包括勵磁變壓
器1 (如圖2所示)、M個電壓型變流器2、斬波器並聯組4和勵磁線圈6 (如圖5所示)；勵磁變壓器1的一次繞組數為1， 二次繞組數為M， M^l; 勵磁變壓器1的一次繞組a與同步發電機的機端連接;M個電壓型變流器2 的交流埠c與勵磁變壓器l的M個二次繞組b—一對應連接；M個電壓 型變流器2的直流埠並聯在一起，構成直流埠d，與斬波器並聯組4的 一個埠 e相連；斬波器並聯組4的另一個埠 f與勵磁線圈6的輸入埠 g連接。
N個基於全控器件的電壓型三相全控橋式電路3 (如圖3所示)並聯 在一起，形成電壓型變流器2， P個斬波器5 (如圖4所示)並聯在
一起，形成斬波器並聯組4， P"。
圖6為本實用新型另一種實施方式結構示意圖，與圖1示例不同之處 在於，不再有獨立的斬波器並聯組4，將各電壓型三相全控橋式電路3與斬 波器5串聯後，再並聯，構成電壓型變流器2。
權利要求1、基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統，包括勵磁變壓器、M個電壓型變流器、斬波器並聯組和勵磁線圈，勵磁變壓器的一次繞組數為1，二次繞組數為M，M≥1；M個電壓型變流器的交流端與勵磁變壓器的M個二次繞組一一對應連接，直流端並聯在一起構成直流埠與斬波器並聯組的一個埠相接，斬波器並聯組的另一埠連接勵磁線圈；所述電壓型變流器由至少一個電壓型三相全控橋式電路並聯構成。
2、基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統，包括勵磁變壓 器、M個電壓型變流器、勵磁線圈，勵磁變壓器的一次繞組數為1， 二次繞 組數為M, M個電壓型變流器的交流端與勵磁變壓器的M個二次繞 組一一對應連接，直流端並聯在一起構成直流埠與勵磁線圈相接，電壓 型變流器由至少一個變流單元並聯構成，變流單元由電壓型三相全控橋式 電路與斬波器串接構成。
專利摘要本實用新型提供了一種基於並聯多重化電壓型變流器的自並勵勵磁系統，包括勵磁變壓器、M個電壓型變流器、斬波器並聯組和勵磁線圈，勵磁變壓器的一次繞組數為1，二次繞組數為M，M≥1；M個電壓型變流器的交流端與勵磁變壓器的M個二次繞組一一對應連接，直流端並聯在一起構成直流埠與斬波器並聯組的一個埠相接，斬波器並聯組的另一埠連接勵磁線圈，電壓型變流器由至少一個電壓型三相全控橋式電路並聯構成。本實用新型不僅可以通過直流勵磁為系統提供阻尼，還可調節同步發電機的機端電壓為系統提供阻尼，從而有效抑制電力系統低頻/超低頻振蕩，提高電力系統運行穩定性。
文檔編號H02P9/26GK201388181SQ20092008464
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者何麗娜, 劉海波, 婁慧波, 坤 張, 楊嘉偉, 毛承雄, 丹 王, 陸繼明 申請人:華中科技大學