[发明专利]一种异步发电机组并联运行稳压系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网电压控制与无功补偿技术领域，特别涉及一种异步发电机组并联运行稳压系统及方法。

背景技术

随着煤炭、石油等传统矿物质能源的日渐短缺，开发利用新能源也已成为世界各国能源战略发展的主要方向。充分利用本地环境特点，建设基于多种能源发电、容量较小且安装灵活的建筑物、海岛或社区小型供电网络（即微电网），既有利于减轻电网供电压力，又有利于资源合理利用，是开发利用新能源以缓解能源短缺的重要办法。将异步发电机应用于微电网中，能够大大降低成本，且具有易于维护、可靠性高等优点，因此，研究异步发电机组并联运行的电压控制问题对微电网的建设具有十分显著的意义。

异步发电机的输出电压随负载的增大而降低，其负载特性极大地限制了其应用。通过增大并联励磁电容能够有效地预防电压跌落，但是负载大小随机改变，不可预测，通过并联多组励磁电容来稳定电压并不能随着负载大小的改变而改变，不能起到良好的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种异步发电机组并联运行稳压系统，其能够快速跟踪电网电压，能有效防止电压跌落。

本发明的另一目的在于提供一种异步发电机组并联运行稳压方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种异步发电机组并联运行稳压系统，包括信号采样模块、控制器、磁能再生开关，其中

信号采样模块，包含电压采样装置一、电流采样装置一，电压采样装置一的一端与微电网相连，采样微电网两路线电压信号，并将线电压信号传输至与其另一端相连的控制器；电流采样装置一的一端与微电网相连，采样微电网三路相电流信号，并将相电流信号传输至与其另一端相连的控制器；

控制器，接收信号采样模块发送的微电网两路线电压信号、微电网三路相电流信号，并对信号进行分析、处理，发出相应的指令：当微电网负载增大时，微电网两路线电压下降，控制器控制磁能再生开关输出的容性无功增大，以平衡系统的感性无功；当微电网的负载减小时，微电网两路线电压上升，控制器控制磁能再生开关输出的容性无功减小，以减少系统中过剩的容性无功，由此达到维持微电网的电压稳定的目的；

磁能再生开关，其一端与微电网相连，另一端与控制器相连，接收控制器发出的指令，按照指令增大或减小输出的容性无功。

所述的磁能再生开关由三组单相磁能再生开关单元按△形首尾依次连接，且并联接入微电网的三相电线，其中单相磁能再生开关单元包含一个电抗器、一个直流电容器和四个绝缘栅双极型晶体管，且四个绝缘栅双极型晶体管按全桥式连接，与电容并联后再与电抗器串联。谐波量的大小评价是电能质量的重要指标之一，谐波量过大会导致系统功耗增大，电机等设备的稳定性降低，而三组单相磁能再生开关单元按△形首尾依次连接能减小磁能再生开关在运行过程中注入微电网的三次谐波量，减小系统功耗、提高设备稳定性。

所述的单相磁能再生开关单元还包含电容过电压保护装置，由一个绝缘栅双极型晶体管和一个电阻串联后与电容并联而成，且绝缘栅双极型晶体管的集电极与电容正极相连，发射极与电容负极相连。当单相磁能再生开关单元的电容过电压时，控制器首先发出信号关断两桥臂上的绝缘栅双极型晶体管，然后通过电容过电压保护装置的绝缘栅双极型晶体管放电，使电容电压降至安全范围，避免电容过压击穿，起到保护电容的作用。

所述的信号采样模块还包含电压采样装置二，电压采样装置二的一端与磁能再生开关相连，采样磁能再生开关的电容电压信号，并将电容电压信号传输至与其另一端相连的控制器。控制器通过电压采样装置二采样的电容电压信号来判断各个单相磁能再生开关单元的电容是否过电压。

所述的信号采样模块还包含电流采样装置二，电流采样装置二的一端与磁能再生开关相连，采样磁能再生开关的电流信号，并将电流信号传输至与其另一端相连的控制器，控制器接收到电流采样装置二发出的电流信号后，将它的大小I与额定电流I_max进行比较：若I_max<I<2I_max，则控制器发出相应的信号通过减小微电网电压的移相角β或增大磁能再生开关最小电容电压V_c-min来减小电流I，若I>2I_max，则控制器切断磁能再生开关并停机检测。使磁能再生开关能够稳定工作。