[发明专利]一种微型模拟同步调相机控制系统及其工作方法

说明书

本申请公开了一种微型模拟同步调相机控制系统及其工作方法，该系统包括：微型模拟同步电动机、光电编码器、轻型同步相量测量一体机、微处理器、功率放大器、双通道可控励磁电源、通信模块、继电器模块和服务器主站。该方法包括：利用微型模拟同步电动机模拟同步调相机；监测微型模拟同步电动机的转速；通过调节励磁输入电压，控制微型模拟同步电动机的运行状态、无功功率输出值和无功功率吸收值，计算得出同步相量数据；将同步相量数据上传至服务器主站且采用多线程方式对同步相量数据进行接收、校验和解析；调节微型模拟同步电动机的输出功率和功率因数。通过本申请，能够实现对微型模拟同步调相机的实时监控，提高控制精度和实验的直观性。

技术领域

本申请涉及同步调相机模拟技术领域，特别是涉及一种微型模拟同步调相机控制系统及其工作方法。

背景技术

同步调相机又称同步补偿机，其运行于电动机状态，既不带机械负载，也无需原动机驱动，可以视为只从电力系统中吸收少量的有功功率以维持运转，且根据系统需要，向电力系统提供或吸收无功功率的同步电动机。同步调相机由于其调节过程平滑、不降低系统转动惯量、过励/欠励切换灵活、无功补偿功率大、生产维护技术成熟的优点，广泛应用于电力系统运行与控制。因此，同步调相机的模拟技术发展前景广阔，如何设计同步调相机的模拟方法，是个重要的技术问题。

目前同步调相机的模拟方法主要是软件模拟方法。具体地，将同步调相机等效为一组微分代数方程，根据已知的异步电动机组物理模型和数学参数进行同步调相机模拟，然后将模拟的同步调相机与其它电力系统元件集成在一个虚拟平台中。

然而，目前的同步调相机模拟方法中，由于该软件模拟方法依赖于已知的异步电动机组物理模型和准确的数学参数，难以揭示出新的物理特性，不利于实验者熟悉电力系统物理元件和物理现象，应用于教学环境时不够直观。而且，该软件模拟方法基于一定的假设条件，方法本身的误差和计算过程产生的误差都使得计算结果与准确值有一定的差距，并且这种误差只能减小而不能彻底消除。因此，目前的同步调相机模拟方法所获取的实验结果准确性较低，且不够直观。

发明内容

本申请提供了一种微型模拟同步调相机控制系统及其工作方法，以解决现有技术中的同步调相机模拟方法所获取的实验结果准确性较低，且不够直观的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种微型模拟同步调相机控制系统，所述系统包括：微型模拟同步电动机、光电编码器、轻型同步相量测量一体机、微处理器、功率放大器、双通道可控励磁电源、通信模块、继电器模块和服务器主站，所述微型模拟同步电动机与光电编码器同轴连接，所述光电编码器通过两根数据线与所述微处理器连接，所述微处理器通过通信模块与轻型同步相量测量一体机连接，所述通信模块还与服务器主站通信连接，所述微处理器经由功率放大器与所述双通道可控励磁电源连接，所述双通道可控励磁电源的输出端连接至所述微型模拟同步电动机的励磁输入端，所述微处理器还与继电器模块连接，所述微处理器还直接与双通道可控励磁电源连接，所述光电编码器用于采集微型模拟同步电动机的转动方向和转速，所述轻型同步相量测量一体机用于监测微型模拟同步电动机的实时运行状态，并根据所述实时运行状态计算得出同步相量数据，所述微处理器用于采用多线程方式接收、校验和解析所述同步相量数据，所述继电器模块用于将微型模拟同步电动机从微型动态模拟电力系统中投入或切除，所述同步相量数据包括：电力系统三相正序电压幅值、正序电压相角、正序电流幅值、正序电流相角以及频率值。

可选地，所述微型模拟同步电动机为微型模拟三相同步电动机，所述微型模拟三相同步电动机的三相输出端由6个接线端子引出，所述微型模拟三相同步电动机的励磁输入端由正极和负极两个端子引入，且所述正极和负极分别连接所述双通道可控励磁电源的输出端。

可选地，所述光电编码器为增量式正交光电编码器。