[实用新型]基于并联多重化电压型变流器的自并励励磁系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及励磁控制系统领域，特别是涉及一种基于电压型变流器的自并励励磁控制系统。

背景技术

现代电力系统要求同步发电机励磁系统能抑制0.1Hz～3Hz低频/超低频振荡。然而常规可控硅整流的励磁系统仅通过控制直流励磁来增强阻尼，已很难达到抑制低端0.1Hz到高端3Hz的宽范围低频振荡的目的。当电网发生低频/超低频振荡时，同步发电机机端电压也将随着大幅度低频/超低频振荡，这样机端电压有可能较长时间(几秒钟)持续处在较低水平。在振荡期间，如果系统发生短路故障或需要增补无功，则要求自并励励磁系统强行励磁或加大励磁。一旦出现励磁能力不足，必将导致系统事故扩大化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，提供一种基于电压型变流器的自并励励磁控制系统，该系统不仅可以通过直流励磁为系统提供阻尼，还可调节同步发电机的机端电压为系统提供阻尼，从而有效抑制电力系统低频/超低频振荡，提高电力系统运行稳定性。

基于并联多重化电压型变流器的自并励励磁系统，包括励磁变压器、M个电压型变流器、斩波器并联组和励磁线圈，励磁变压器的一次绕组数为1，二次绕组数为M，M≥1；M个电压型变流器的交流端与励磁变压器的M个二次绕组一一对应连接，直流端并联在一起构成直流端口与斩波器并联组的一个端口相接，斩波器并联组的另一端口连接励磁线圈；所述电压型变流器由至少一个电压型三相全控桥式电路并联构成。

基于并联多重化电压型变流器的自并励励磁系统，包括励磁变压器、M个电压型变流器、励磁线圈，励磁变压器的一次绕组数为1，二次绕组数为M，M≥1；M个电压型变流器的交流端与励磁变压器的M个二次绕组一一对应连接，直流端并联在一起构成直流端口与励磁线圈相接，电压型变流器由至少一个变流单元并联构成，变流单元由电压型三相全控桥式电路与斩波器串接构成。

本实用新型具有以下技术效果：

(1)本实用新型在应用中，励磁变压器的一次绕组与同步发电机的机端连接，二次绕组与并联多重化电压型变流器的交流侧相连；并联多重化电压型变流器的直流侧与励磁线圈相连。采用最优励磁协调控制算法来控制并联多重化电压型变流器的全控开关器件(如：IGBT、IGCT及GTO等)的工作状态，以达到以下两个目的：第一，控制变流器直流侧的电流(即直流励磁电流)大小为系统提供正阻尼；第二，控制变流器交流侧的电流经励磁变压器向同步发电机的机端发出或吸收无功功率(即为系统提供正阻尼)。相比之下，后者直接作用于发电机的机端，基本无延时(ms级)，所以要比前者具有快得多的控制速度来抑制电力系统低频/超低频振荡。

(2)在电力系统大幅度低频/超低频振荡期间，由并联多重化电压型变流器构成的自并励励磁系统具有升压能力，可以维持很好的励磁能力。故基于并联多重化电压型变流器的新型自并励励磁系统可以达到他励励磁系统的控制效果。

(3)本实用新型的电压型变流器采用全控开关器件变换电流，全控开关器件的开关频率较高，因此产生的谐波相对较小，加之并联多重化结构，产生的谐波进一步减少。

(4)传统的可控硅整流励磁系统容易出现换相失败，而本实用新型采用基于全控开关器件构成的电压型变流器，在逆变时不会出现换相失败现象，提高了系统的可靠性。

(5)控制电压型变流器中的全控开关器件可以关断直流电流，故本实用新型与灭磁开关协调动作，有利于非线性电阻建压，有效防止灭磁失败。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为励磁变压器结构示意图。

图3为电压型三相桥式电路结构示意图。

图4为斩波器并联组结构示意图。

图5为励磁线圈结构示意图。

图6为本实用新型的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1本实用新型一种实施方式的结构示意图。该系统包括励磁变压器1(如图2所示)、M个电压型变流器2、斩波器并联组4和励磁线圈6(如图5所示)；励磁变压器1的一次绕组数为1，二次绕组数为M，M≥1；励磁变压器1的一次绕组a与同步发电机的机端连接；M个电压型变流器2的交流端口c与励磁变压器1的M个二次绕组b一一对应连接；M个电压型变流器2的直流端口并联在一起，构成直流端口d，与斩波器并联组4的一个端口e相连；斩波器并联组4的另一个端口f与励磁线圈6的输入端口g连接。

N个基于全控器件的电压型三相全控桥式电路3(如图3所示)并联在一起，形成电压型变流器2，N≥1；P个斩波器5(如图4所示)并联在一起，形成斩波器并联组4，P≥1。

图6为本实用新型另一种实施方式结构示意图，与图1示例不同之处在于，不再有独立的斩波器并联组4，将各电压型三相全控桥式电路3与斩波器5串联后，再并联，构成电压型变流器2。