[发明专利]用于发电机的静态励磁机系统

说明书

本发明涉及发电机技术的领域。具体而言，本发明涉及用于发电机的静态励磁机系统。本发明的目的为控制电网中的稳定性，在该电网中，有多个发电机连接，从而对电网提供电能。公开的为静态励磁机系统，其包括用于控制至少两个发电机的场绕组的场电压的控制装置，该至少两个发电机通过母线连接至电网系统。

技术领域

本发明涉及发电机技术的领域。其具体而言涉及用来控制发电机的场电压的静态励磁机系统和用来控制发电机的场电压的方法。

背景技术

如下静态励磁机系统得到广泛应用，其用于供给场绕组，场绕组形成用于发电机的磁力激励场，并且供应发电机激励。这些系统由它们的稳健性和短响应时间来确定。以防电网故障，重要的是将发电机，特别是主要用于发电的同步发电机连接至电网，保持同步性。同步发电机在电网系统中保持同步运行的能力在动力系统中称为瞬间稳定性。动力系统瞬间稳定性是涉及许多现象的复杂问题。有时，一个发电机上的局部测量捕捉不到系统范围问题的复杂性，且电网故障不可通过其来确定。超越监测和控制不同发电机的监测和控制系统范围问题可借助于最近开发的广域测量系统(WAMS)来解决。

专利EP 1 805 887 B1描述改善同步发电机的在电网故障的情况下的瞬间稳定性的超级电容器激励升压器。参考图1在下面更详细地描述这种激励升压器系统。然而，对发电机添加激励升压器以及电网处的其他影响，和通过终端电压控制发电机可使电网系统稳定性恶化。观察到，当电网故障发生时，发电机加速。此外，已观察到，一些发电机转子关于比较值加速，而其他发电机减速。其中，将激励升压器系统应用至电网系统并且因此影响发电机转子的场电压可能因此导致使转子速度减速。连接的发电机的系统中的一些发电机转子的减速相对于比较值增大速度偏差。连接的发电机的转子速度之间的这些速度偏差削弱整个电网系统的瞬间稳定性。

发明内容

本发明的目标是控制电网中的稳定性，在该电网中，多个发电机连接，从而对电网供给电功率。

该目标通过根据权利要求1的静态励磁机系统和根据权利要求7的方法而解决。

根据本发明，静态励磁机系统设置至少两个发电机的转子的激励场的场电压。具体而言，超过两个发电机的多个发电机在公共电网中共同地连接。通过该方法，减小了连接至电网的发电机转子的转子速度的偏差。因而，增大了电网的瞬间稳定性。动态激励系统被分派至各发电机，以用于在发电机转子的场绕组内产生DC电压，静态励磁机系统连接至该场绕组并且与该场绕组一起形成励磁机电路，以在电网故障，特别是电网系统电压下降的情况下发射电能。在电网系统的电压下降的情况下，增大场绕组的场电压，以补偿电压下降。设置场电压的静态励磁机系统可有利地应用于由连接至电网的励磁机电路驱动的多个发电机。为了说明，一般而言，励磁机系统可操作，从而控制场电压或场电流。在所谓的自动控制模式中控制场电压，这意味着在闭环中控制终端电压。在所谓的手动控制模式中控制场电流，这意味着终端电压是通过激励电流和机器特性确定的。在本发明中，考虑场电压的控制。

在独立权利要求中公开本发明的其他示例。

在本发明的另一示例中，静态励磁机系统增大关于比较值加速的发电机的场电压，同时静态励磁机系统不增大关于比较值减速的发电机的场电压。通过该方法减小了发电机转子速度的偏差，改善了瞬间稳定性。比较值被设置为包若干发电机的系统的系统特定值。转子速度的比较值尤其是惯量中心(COI)，因为该值指示系统工作在稳定条件下的状态。在目前技术水平下COI值是已知的。基于COI的动能是使发电机脱离同步的原因。

待测量的电参量(electric quantity)可为发电机的转子的旋转速度、发电机的转子的旋转角度或发电机的加速功率。在电网系统中的干扰的情况下，电参量变化。在稳态模式下，转子的转子角度和旋转速度是恒定的。这些电参量取决于由发电机供应的有功功率和无功功率二者。当转子角度和旋转速度的变化恒定时，发电机稳定地运行。

附图说明