專利名稱：基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及勵(lì)磁控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于電壓型變流 器的自并勵(lì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電力系統(tǒng)要求同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)能抑制0.1Hz 3Hz低頻/超低 頻振蕩。然而常規(guī)可控硅整流的勵(lì)磁系統(tǒng)僅通過控制直流勵(lì)磁來增強(qiáng)阻尼， 已很難達(dá)到抑制低端O.lHz到高端3Hz的寬范圍低頻振蕩的目的。當(dāng)電網(wǎng) 發(fā)生低頻/超低頻振蕩時(shí)，同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓也將隨著大幅度低頻/超低頻 振蕩，這樣機(jī)端電壓有可能較長時(shí)間(幾秒鐘)持續(xù)處在較低水平。在振 蕩期間，如果系統(tǒng)發(fā)生短路故障或需要增補(bǔ)無功，則要求自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 強(qiáng)行勵(lì)磁或加大勵(lì)磁。 一旦出現(xiàn)勵(lì)磁能力不足，必將導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大化。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種基于電壓型變流 器的自并勵(lì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以通過直流勵(lì)磁為系統(tǒng)提供阻尼， 還可調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓為系統(tǒng)提供阻尼，從而有效抑制電力系統(tǒng) 低頻/超低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性?；诓⒙?lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括勵(lì)磁變壓器、 M個(gè)電壓型變流器、斬波器并聯(lián)組和勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁變壓器的一次繞組數(shù)
為1， 二次繞組數(shù)為M， MM; M個(gè)電壓型變流器的交流端與勵(lì)磁變壓器 的M個(gè)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，直流端并聯(lián)在一起構(gòu)成直流端口與斬波器 并聯(lián)組的一個(gè)端口相接，斬波器并聯(lián)組的另一端口連接勵(lì)磁線圈；所述電 壓型變流器由至少一個(gè)電壓型三相全控橋式電路并聯(lián)構(gòu)成。
基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括勵(lì)磁變壓器、M 個(gè)電壓型變流器、勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁變壓器的一次繞組數(shù)為1， 二次繞組數(shù)為 M， MM; M個(gè)電壓型變流器的交流端與勵(lì)磁變壓器的M個(gè)二次繞組一一 對(duì)應(yīng)連接，直流端并聯(lián)在一起構(gòu)成直流端口與勵(lì)磁線圈相接，電壓型變流 器由至少一個(gè)變流單元并聯(lián)構(gòu)成，變流單元由電壓型三相全控橋式電路與 斬波器串接構(gòu)成。
本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果
(1)本實(shí)用新型在應(yīng)用中，勵(lì)磁變壓器的一次繞組與同步發(fā)電機(jī)的機(jī)
端連接，二次繞組與并聯(lián)多重化電壓型變流器的交流側(cè)相連；并聯(lián)多重化 電壓型變流器的直流側(cè)與勵(lì)磁線圈相連。采用最優(yōu)勵(lì)磁協(xié)調(diào)控制算法來控 制并聯(lián)多重化電壓型變流器的全控開關(guān)器件(如IGBT、 IGCT及GTO等) 的工作狀態(tài)，以達(dá)到以下兩個(gè)目的第一，控制變流器直流側(cè)的電流(即 直流勵(lì)磁電流)大小為系統(tǒng)提供正阻尼；第二，控制變流器交流側(cè)的電流 經(jīng)勵(lì)磁變壓器向同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端發(fā)出或吸收無功功率(即為系統(tǒng)提供正 阻尼)。相比之下，后者直接作用于發(fā)電機(jī)的機(jī)端，基本無延時(shí)(ms級(jí))， 所以要比前者具有快得多的控制速度來抑制電力系統(tǒng)低頻/超低頻振蕩。(2) 在電力系統(tǒng)大幅度低頻/超低頻振蕩期間，由并聯(lián)多重化電壓型變 流器構(gòu)成的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)具有升壓能力，可以維持很好的勵(lì)磁能力。故 基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的新型自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)可以達(dá)到他勵(lì)勵(lì)磁系 統(tǒng)的控制效果。
(3) 本實(shí)用新型的電壓型變流器采用全控開關(guān)器件變換電流，全控開 關(guān)器件的開關(guān)頻率較高，因此產(chǎn)生的諧波相對(duì)較小，加之并聯(lián)多重化結(jié)構(gòu)， 產(chǎn)生的諧波進(jìn)一步減少。
(4) 傳統(tǒng)的可控硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)容易出現(xiàn)換相失敗，而本實(shí)用新型采 用基于全控開關(guān)器件構(gòu)成的電壓型變流器，在逆變時(shí)不會(huì)出現(xiàn)換相失敗現(xiàn) 象，提高了系統(tǒng)的可靠性。
(5) 控制電壓型變流器中的全控開關(guān)器件可以關(guān)斷直流電流，故本實(shí) 用新型與滅磁開關(guān)協(xié)調(diào)動(dòng)作，有利于非線性電阻建壓，有效防止滅磁失敗。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為勵(lì)磁變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為電壓型三相橋式電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為斬波器并聯(lián)組結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 如圖1本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括勵(lì)磁變壓
器1 (如圖2所示)、M個(gè)電壓型變流器2、斬波器并聯(lián)組4和勵(lì)磁線圈6 (如圖5所示)；勵(lì)磁變壓器1的一次繞組數(shù)為1， 二次繞組數(shù)為M， M^l; 勵(lì)磁變壓器1的一次繞組a與同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端連接;M個(gè)電壓型變流器2 的交流端口c與勵(lì)磁變壓器l的M個(gè)二次繞組b—一對(duì)應(yīng)連接；M個(gè)電壓 型變流器2的直流端口并聯(lián)在一起，構(gòu)成直流端口d，與斬波器并聯(lián)組4的 一個(gè)端口 e相連；斬波器并聯(lián)組4的另一個(gè)端口 f與勵(lì)磁線圈6的輸入端口 g連接。
N個(gè)基于全控器件的電壓型三相全控橋式電路3 (如圖3所示)并聯(lián) 在一起，形成電壓型變流器2， P個(gè)斬波器5 (如圖4所示)并聯(lián)在
一起，形成斬波器并聯(lián)組4， P"。
圖6為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖，與圖1示例不同之處 在于，不再有獨(dú)立的斬波器并聯(lián)組4，將各電壓型三相全控橋式電路3與斬 波器5串聯(lián)后，再并聯(lián)，構(gòu)成電壓型變流器2。
權(quán)利要求1、基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括勵(lì)磁變壓器、M個(gè)電壓型變流器、斬波器并聯(lián)組和勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁變壓器的一次繞組數(shù)為1，二次繞組數(shù)為M，M≥1；M個(gè)電壓型變流器的交流端與勵(lì)磁變壓器的M個(gè)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，直流端并聯(lián)在一起構(gòu)成直流端口與斬波器并聯(lián)組的一個(gè)端口相接，斬波器并聯(lián)組的另一端口連接勵(lì)磁線圈；所述電壓型變流器由至少一個(gè)電壓型三相全控橋式電路并聯(lián)構(gòu)成。
2、基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括勵(lì)磁變壓 器、M個(gè)電壓型變流器、勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁變壓器的一次繞組數(shù)為1， 二次繞 組數(shù)為M, M個(gè)電壓型變流器的交流端與勵(lì)磁變壓器的M個(gè)二次繞 組一一對(duì)應(yīng)連接，直流端并聯(lián)在一起構(gòu)成直流端口與勵(lì)磁線圈相接，電壓 型變流器由至少一個(gè)變流單元并聯(lián)構(gòu)成，變流單元由電壓型三相全控橋式 電路與斬波器串接構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于并聯(lián)多重化電壓型變流器的自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括勵(lì)磁變壓器、M個(gè)電壓型變流器、斬波器并聯(lián)組和勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁變壓器的一次繞組數(shù)為1，二次繞組數(shù)為M，M≥1；M個(gè)電壓型變流器的交流端與勵(lì)磁變壓器的M個(gè)二次繞組一一對(duì)應(yīng)連接，直流端并聯(lián)在一起構(gòu)成直流端口與斬波器并聯(lián)組的一個(gè)端口相接，斬波器并聯(lián)組的另一端口連接勵(lì)磁線圈，電壓型變流器由至少一個(gè)電壓型三相全控橋式電路并聯(lián)構(gòu)成。本實(shí)用新型不僅可以通過直流勵(lì)磁為系統(tǒng)提供阻尼，還可調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓為系統(tǒng)提供阻尼，從而有效抑制電力系統(tǒng)低頻/超低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02P9/26GK201388181SQ20092008464
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者何麗娜, 劉海波, 婁慧波, 坤 張, 楊嘉偉, 毛承雄, 丹 王, 陸繼明 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)