[发明专利]基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机、系统

说明书

本发明公开了基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机、系统，包括：微处理器单元、功率放大单元、有线网络通信单元、无线网络通信单元和继电器单元；第一微处理器和第二微处理器通过第一有线网络通信单元接收本地侧同步相量数据并执行增量式数字PID，计算结果依次连接功率放大器、可控开关电源和微型同步发电机组，最终实现微型同步发电机组励磁自动调节和频率自动调节；第三微处理器接收本地侧和对方侧同步相量数据，控制继电器电路、液晶显示电路、按键控制电路和无线通信单元。本发明的有益效果是：集微型同步发电机组的自动励磁调节功能、自动频率调节功能、准同期并网功能于一体，提升了系统全局监测和协同控制的能力。

技术领域

本发明涉及一种基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机和系统，与服务器应用程序无缝集成。

背景技术

常规的同步发电机组模拟方法分为物理模拟方法和软件模拟方法。

物理模拟方法基于相似定律，模拟同步发电机组与真实同步发电机组具有相同或相似的物理特性，该方法直观且不依赖于已知的数学模型和数学参数，满足新装置和新算法的测试需要，也便于探求电力系统中的未知物理特性。造价高，工期长，元件庞大，维护困难，扩展困难的特点限制了物理模拟系统的发展。

软件模拟方法将同步发电机组等效为一组微分代数方程，和其他电力系统元件集成在一个虚拟平台中，该方法灵活轻便、界面友好、运算能力强，易于搭建大规模电力系统。但是软件模拟依赖于已知的数学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。

微型同步发电机组在保留真实同步发电机组物理特性的基础上，体积缩小为常规实验器材的大小，由微型直流电动机来模拟真实原动机的特性，微型三相同步发电机来模拟真实同步发电机。微型同步发电机组体积小、造价低、维护方便，同时避免了电力系统软件模拟不够直观且依赖于已知数学模型和数学参数的弊端。微型同步发电机组一方面可以用于验证现有科学理论，探求未知科学概念；另一方面也可以用于学生的物理实验教学，帮助学生建立起对电力系统物理元件的感官认知，激发学习兴趣。

微型同步发电机组的监测与控制直接影响到整个物理模拟系统的安全稳定。传统的监测单元包括电压互感器、电流互感器和测速编码器；常规控制单元包括调速器、自动励磁调节器、并网装置和各类保护装置。监测单元和控制单元多为强电单元，实验室内多个单元相互连接易产生用电安全隐患；各监测单元和控制单元分散独立，种类繁多，增加了全局监测和协同控制的难度。以上各原因导致传统监测和控制单元不适于微型同步发电机组。

同步相量测量是电力系统监测领域的新技术。同步相量信息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。电压幅值信息可以用于微型同步发电机组励磁调节，频率信息可以用于微型同步发电机组频率调节；所有的同步相量测量单元均由GPS授时定位，同步相量信息具有统一时标，可以用于完成微型同步发电机组并网操作。

由此可见设计一种基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机是十分必要的。

发明内容

本发明的目的就是解决上述问题，提供了一种基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机、系统，它具有控制精度高、响应速度快、实时性好、无线传输、安装方便、组网灵活的优点；与服务器应用程序无缝集成，能够完成微型同步发电机组的起动和停止操作、自动频率调节操作、自动励磁调节操作、准同期并网操作。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案，包括：

本发明公开了一种基于同步相量数据的微型同步发电机组控制一体机，包括：微处理器单元、功率放大单元、可调开关电源单元和继电器单元；

所述微处理器单元包括：

第一微处理器，接收本地侧同步相量数据，并将所述数据发送至第二微处理器；同时，利用获取的电压幅值数据进行自动励磁调节过程；