一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法，根據(jù)同步電機靜態(tài)功角最大值δmax，按照公式計算得到最小勵磁電流限制器的內(nèi)電勢控制目標參考值Eqref，其中P為同步電機有功功率測量值，xd為同步電機d軸電抗，xq為同步電機d軸電抗，U為同步電機機端電壓參考值；同時根據(jù)公式計算實時狀態(tài)的內(nèi)電勢Eq值；按照控制目標Eqref進行閉環(huán)控制，使實時狀態(tài)的Eq值達到Eqref，實現(xiàn)最小勵磁電流限制的控制。本發(fā)明可提高最小勵磁電流限制器的控制性能，加強勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的支撐作用。
【專利說明】
-種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法，屬于電機勵磁控制
技術領域。
【背景技術】
[0002] 對于同步發(fā)電機，隨著全國電網(wǎng)互聯(lián)的實施，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，大容量、超高壓、 遠距離輸電系統(tǒng)日益增多，因而電網(wǎng)的穩(wěn)定運行問題變得越來越復雜，電勵磁系統(tǒng)是控制 發(fā)電機無功功率的關鍵環(huán)節(jié)，對發(fā)電機動態(tài)行為有很大影響。
[0003] 隨著勵磁控制技術的進步，現(xiàn)代大型機組的勵磁控制系統(tǒng)具有多項輔助功能，除 主環(huán)機端電壓控制外，還有許多輔環(huán)控制環(huán)節(jié)，例如轉子電流控制、調(diào)差、伏赫茲限制、欠勵 限制、過勵限制、過無功限制、PSS(電力系統(tǒng)穩(wěn)定器)等。主要用來保護發(fā)電機轉子和定子的 安全。
[0004] 考慮到勵磁控制系統(tǒng)可能運行在手動方式下，通常為了保證發(fā)電機具有低功率因 數(shù)運行的能力，W便能夠在電網(wǎng)有功比較充足而無功比較過剩的情況下能夠吸收足夠的無 功，穩(wěn)定發(fā)電機的機端電壓，進而防止網(wǎng)壓過高，一般勵磁電流設定值的下限不可能定得太 高，運樣在發(fā)電機帶有額定的有功功率時，如果發(fā)電機手動運行時的勵磁電流設定值達到 下限，將導致同步發(fā)電機因缺少同步轉矩而失去同步的能力后進入異步狀態(tài)，而一般同步 發(fā)電機不具備帶較大的有功異步運行的能力，如果長期如此運行將導致發(fā)電機轉子表面乃 至發(fā)電機轉子發(fā)熱嚴重而損壞，所W發(fā)變組中的失磁保護將動作并引起跳機事故。即提出 的手動調(diào)節(jié)范圍的設定只是考慮了實際運行的需要而作的一種較弱的約束。為了保證勵磁 控制系統(tǒng)不會因為運行人員的誤操作；W及因為勵磁控制器自身在異常工況下的調(diào)節(jié)過于 猛烈、無功測量錯誤;或者因為電網(wǎng)突甩無功負荷而導致發(fā)電機深度進相，且勵磁控制系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)速度又不夠快時，導致發(fā)變組失磁保護動作，也為保證發(fā)電機在短暫異步運行狀態(tài) 下有足夠的回復同步到轉矩，僅設置正常的手動調(diào)節(jié)范圍是遠遠不夠的，最好的辦法是在 勵磁控制器限制器的倒數(shù)第二級增加具有較高級別的最小勵磁電流限制器。
[0005] 目前實現(xiàn)最小勵磁電流限制的方法主要W電流閉環(huán)的實現(xiàn)方式為主，最小勵磁電 流參考值的整定較為復雜，同時電壓、電流閉環(huán)控制的切換方面容易出現(xiàn)失控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限 制器的實現(xiàn)方法，解決現(xiàn)有技術中同步電機勵磁系統(tǒng)最小勵磁電流限制器定值不易整定， 控制過程易引起勵磁電流振蕩的技術問題。
[0007] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電 流限制器的實現(xiàn)方法，包括如下步驟：
[000引步驟一:根據(jù)同步電機靜態(tài)穩(wěn)定功角最大值Smax，同步電機實時狀態(tài)的有功功率 測量值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電抗Xd、q軸電抗Xq，按照公式（1)得到最小勵磁電 流限制的內(nèi)電勢參考值Eqref :
[0009]
(1)
[0010] 步驟二:根據(jù)同步電機有功功率實時測量值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電 抗Xd，無功功率測量值Q，按照公式(2)得到實時狀態(tài)的內(nèi)電勢Eq值；
[0011]
(2)
[001^ 步驟立:按照計算所得的最小勵磁電獅良制內(nèi)電勢參考值Eqref和實時狀態(tài)的同步 電機內(nèi)電勢Eq值，對同步電機進行勵磁系統(tǒng)閉環(huán)控制，使同步電機內(nèi)電勢Eq值達到最小勵 磁電流限制內(nèi)電勢參考值Eqref，實現(xiàn)最小勵磁電流限制的控制。
[0013] 最小勵磁電流限制器輸入電壓調(diào)節(jié)器的方式可W采用在最小勵磁電流限制器動 作后由電壓或電流閉環(huán)切換到內(nèi)電勢Eq閉環(huán)，也可W將最小勵磁電流限制器的輸出疊加到 電壓調(diào)節(jié)器參考電壓上。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所達到的有益效果:本發(fā)明可提高最小勵磁電流限制器 的控制性能，加強勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的支撐作用，不僅可應用于同步發(fā)電機，也可應 用于同步電動機，具有易于整定、控制性能優(yōu)良優(yōu)點。
【附圖說明】
[001引圖1是本發(fā)明中的最小勵磁電流限制器的方法實例圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。W下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術方案，而不能W此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]如圖1所示，最小勵磁電獅良制器的方法實例圖，其中Smax為同步電機靜態(tài)穩(wěn)定功 角最大值，U為機端電壓測量值，P為有功功率測量值，Q為無功功率測量值，xd為同步電機d 軸電抗，Eqref為最小勵磁電流限制器的內(nèi)電勢控制目標參考值，Eq為同步電機實時狀態(tài)的 內(nèi)電勢值。W同步同步電機勵磁控制為例進行說明。
[0018] 步驟一:根據(jù)同步電機靜態(tài)穩(wěn)定功角最大值Smax，同步電機實時狀態(tài)的有功功率 測量值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電抗xd、q軸電抗xq，按照公式（1)得到最小勵磁電 流限制的內(nèi)電勢參考值Eqref:
[0019]
：(1)
[0020] 步驟二:根據(jù)同步電機有功功率實時測量值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電 抗Xd，無功功率測量值Q，按照公式(2)得到實時狀態(tài)的內(nèi)電勢Eq值；
[0021]
(2)
[0022]步驟按照計算所得的最小勵磁電流限制內(nèi)電勢參考值Eqref和實時狀態(tài)的同步 電機內(nèi)電勢Eq值，對同步電機進行勵磁系統(tǒng)閉環(huán)控制，使同步電機內(nèi)電勢Eq值達到最小勵 磁電流限制內(nèi)電勢參考值。將最小勵磁電流限制內(nèi)電勢參考值Eqref與實時狀態(tài)的同步電機 內(nèi)電勢Eq值比較，得到最小勵磁電流限制器的輸出。最小勵磁電流限制器輸入電壓調(diào)節(jié)器 的方式可W有多種選擇，可W采用在最小勵磁電流限制器動作后由電壓或電流閉環(huán)切換到 內(nèi)電勢Eq閉環(huán)，也可W將最小勵磁電流限制器的輸出疊加到電壓調(diào)節(jié)器參考電壓上。
[0023] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可W做出若干改進和變形，運些改進和變形 也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一:根據(jù)同步電機靜態(tài)穩(wěn)定功角最大值3max，同步電機實時狀態(tài)的有功功率測量 值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電抗xd、q軸電抗xq，按照公式（1)得到最小勵磁電流限 制的內(nèi)電勢參考值Eqrrf:⑴ 步驟二:根據(jù)同步電機有功功率實時測量值P，機端電壓測量值U，同步電機d軸電抗Xd， 無功功率測量值Q，按照公式(2)得到實時狀態(tài)的同步電機內(nèi)電勢Eq值；⑵ 步驟三:按照計算所得的最小勵磁電流限制的內(nèi)電勢參考值Eqrrf和實時狀態(tài)的同步電 機內(nèi)電勢Eq值，對同步電機進行勵磁系統(tǒng)閉環(huán)控制，使同步電機內(nèi)電勢Eq值達到最小勵磁 電流限制內(nèi)電勢參考值Eqrrf，實現(xiàn)最小勵磁電流限制的控制。2. 根據(jù)權利要求1所述的勵磁系統(tǒng)中最小勵磁電流限制器的實現(xiàn)方法，其特征在于，最 小勵磁電流限制器輸入電壓調(diào)節(jié)器的方式可以采用在最小勵磁電流限制器動作后由電壓 或電流閉環(huán)切換到內(nèi)電勢Eq閉環(huán)，也可以將最小勵磁電流限制器的輸出疊加到電壓調(diào)節(jié)器 參考電壓上。
【文檔編號】H02P6/28GK105871269SQ201610250380
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】楊銘, 許其品, 朱宏超, 邵宜祥
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司