[实用新型]一种电网现场孤网仿真仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仿真仪，尤其是涉及一种电网现场孤网仿真仪。 

背景技术

水电机组启动辅助设备相对少，自启动能力强，机组启动快，因此水电机组一般是电网失电后作为黑启动的首选电源。当机组启动成功后为局部电网供电，形成一个孤立的小电网。若孤网运行稳定，则容易同主网并列，恢复正常供电，否则系统将会崩溃，造成大面积停电。因此，电网管理部门会根据设备、线路检修安排，有计划地进行机组黑启动以及孤网稳定运行试验。 

具备黑启动能力的机组自启动成功后形成的小规模电网，仍然是十分薄弱的，转速稳定问题突出，这与机组的调频特性密切相关。 

然而，真实的孤立电网现场试验，需要电网管理部门、电站、用户共同参与，耗费不少的人力物力。还经常遇到孤立电网工业用户的原因，孤立电网试验条件无法满足的情况。 

为此，人们希望能开发一种电网的现场孤网仿真仪，建立电厂引水系统、水轮机、发电机、调速器、孤立电网负荷等部件的数学模型，利用计算机仿真孤立电网的运行特性。 

但是，真实电厂与数学模型不同，数据会存在误差，并且设备在其寿命期间经受着偶然事故和改进，因此在某些情况下数字计算的质量相对地表现出不足。 

由于这个原因，希望在真实孤立电网现场试验之前或为代替真实孤立电 网现场试验，开发出一个基于“在线孤立电网仿真仪”的中间方法。因此，必须开发研制“电网现场孤网仿真仪”装置。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种电网现场孤网仿真仪，代替实际的孤网，通过现场试验来验证水电机组在孤网条件下频率调节能力，为水电机组黑启动能力评价提供科学依据。 

解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为： 

一种电网现场孤网仿真仪，其特征是：包括依次电连接的功率变换器、第一信号调理模块、A/D转换模块、数字滤波及信号处理计算模块、D/A转换模块、第二信号调理模块和输出接口，所述的数字滤波及信号处理计算模块还外接有显示模块、面板输入模块和通信模块，所述的功率变换器测量发电机的有功出力，输出接口的输出信号作为孤网频率输入机组调速器。 

有益效果：本实用新型的电网现场孤网仿真仪，在仿真的孤立电网工况下，优化调速器调节参数，保证水电机组频率调节的稳定性。同时，通过现场孤网仿真仪，真实录制水电机组在孤网的频率动态响应，验证计算机孤网仿真特性。 

本仿真仪简单实用，可解决多数水电厂因涉及主设备运行方式的调整、要减少甚至停止对用户供电等，真正的孤网试验条件难以满足，因而，无法定期进行现场孤网试验的问题。 

附图说明

图1为电网现场孤网仿真仪实施例的组成结构示意图； 

图2为电网现场孤网仿真仪实施例在线仿真测试孤立电网的连接示意 图； 

图3为电网现场孤网仿真仪试验接线图； 

图4为仿真仪系统启动画面； 

图5为从仿真仪系统启动画面上选择“Start”后出现的选择菜单画面； 

图6为选择“Current Parameter”显示当前试验参数出现画面； 

图7为选择“Simulation”准备仿真出现画面。 

具体实施方式

1.电网现场孤网仿真仪组成结构以及在线仿真测试孤立电网的连接示意。 

如图1所示，本电网现场孤网仿真仪实施例的组成结构，包括依次电连接的功率变换器、第一信号调理、A/D转换、数字滤波及信号处理、功率计算、孤立电网仿真及频率计算、D/A转换、第二信号调理和输出接口，所述的数字滤波及信号处理功率计算孤立电网仿真及频率计算还外接有显示模块、面板输入模块和通信模块，所述的功率变换器测量发电机的有功出力，输出接口的输出信号作为孤网频率输入机组调速器。 

图2表示出基于在线孤立电网仿真测试仪的水轮机组测试原理简图（变量均以相对值表示），发电机组以不同的输出功率值（相应于孤立电网运行所希望的不同运行点）与互联电网并列运行。因此机组的转速被电网保持不变，或接近不变。 

仿真仪的原理：如果机组向一个孤立负荷供电，表示转速(频率)变化的信号就会从被测量的发电机电气输出功率通过计算发送出来。然后这个被模拟的转速(频率)信号被送至调速器替代实际转速/频率信号。 

由输出功率测量值与可调整的功率基准值间的差值（功率初始值和试验信号值之和）的积分便得到被模拟的频率。 

考虑到： 

机组惯性（机组加速度常数Ta）；