[实用新型]一种大功率等值发电机的等效仿真系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电磁暂态仿真技术，具体涉及一种大功率等值发电机的等效仿真系统。

背景技术

柔性直流和特高压直流输电工程技术在我国的快速发展使我国电力系统的构架较为复杂，在制定直流工程规划和运行策略之前，需要对交直流系统的交互影响进行深入研究。

电磁暂态模型能够采用μs级小步长仿真准确描述电力系统和交直流装备的动态特性，但受电磁暂态仿真软件和计算机处理能力的限制，不能仿真规模过大的交流系统，因此，需要对交流系统的发电机、线路和负荷等进行等值。由于等值方法的本质原因，等值发电机会存在容量过大或参数不理想的情况，可能导致等值发电机模型在电磁仿真中的输出失真。为此，在等值发电机输出功率确定的情况下，如何保证发电机及其控制系统的动态特性不变，成为等值发电机电磁暂态仿真技术的关键问题。

因此，需要提供一种技术方案来满足现有技术的需要。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种大功率等值发电机的等效仿真系统，其包括：依次相连的发电机、变压器和线路阻抗；变压器和线路阻抗间设有功率放大器；功率放大器包括：依次相连的线路电流测量环节、电流放大环节及受控电流源。

线路电流测量环节、电流放大环节及受控电流源中的三相分别与变压器中的三相相连。

发电机采为机端电压为13.8kV的容量1000MVA的水轮发电机。变压器为升压变压器。升压变压器的变压比为13.8kV/525kV。

电流放大环节包括：输入端口、输出端口、电流放大电路及直流钳位电路；输入端口和输出端口分别设于电流放大电路的两端，直流钳位电路与电流放大电路中的运算放大器并联。

电流放大电路包括：运算放大器U1、电容C1、变压器T1及电流互感器T2；运算放大器U1的反相输入端为输入端口，运算放大器U1的输出端为变压器T1的输入端；变压器T1的输出端与输出端口间设有电流互感器T2；变压器T1的输出端与运算放大器U1的反相输入端相连，电容C1的两端分别与运算放大器U1的反相输入端和输出端相连。

直流钳位电路包括：低通滤波电路和与其串联的积分电路。

积分电路包括：运算放大器U2、电阻R1和电容C2；积分电路的反相输入端经电阻R1与运算放大器U1的输出端相连,积分电路的同向输入端接地，运算放大器U1的输出端与低通滤波电路的一端相连，电容C2的两端分别与运算放大器U2的反相输入端和输出端相连。

低通滤波电路包括：电阻R2、电阻R3和电容C3；运算放大器U1的正相输入端分别与电阻R2、电阻R3和电容C3的一端相连；电阻R2的另一端与运算放大器U2的输出端相连，电容C3和R3的另一端接地。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

1、本实用新型可以避免由于发电机容量过大和参数不理想导致的输出功率失真问题；同时，还可提高发电机调速器、励磁控制器和稳定器的控制精度，能够更真实地反应等值发电机的暂态特性。

2、本实用新型能够通过在发电机升压变压器出口处并联一个功率放大器，利用线路电流测量环节及电流放大环节，通过受控电流源将等值发电机的功率注入系统，以解决大功率等值发电机输出功率失真的问题，从而保证等值前后动态特性一致。

3、本实用新型通过功率放大器调节等值发电机输出功率，能够保证等值发电机输出功率不变。

4、本实用新型通过功率放大器提升了等值发电机的输出功率，降低了以标幺值为调节标准的发电机调速器、励磁器和稳定器的调节难度。

5、本实用新型的功率放大器拓扑结构简单，控制容易，仿真实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的功率放大器连接位置示意图；

图2为本实用新型的功率放大器结构示意图；

图3为本实用新型的电流放大环节的电路示意图；

图4为本实用新型的仿真电路及参数配置图；

图5为本实用新型的发电机机端电压波形图；

图6为本实用新型的发电机输出有功功率波形图；

图7为本实用新型的发电机转差波形图；

图8为本实用新型的功率放大器输出有功功率波形图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。