[发明专利]同步发电机励磁试验系统

说明书

本发明公开一种虚拟同步发电机励磁试验培训系统，由虚拟同步发电机，上位机程序和信号放大装置三部分组成。虚拟同步发电机采用状态方程算法在嵌入式系统中实现，并可以接收上位机程序的控制信号，用于模拟同步发电机励磁系统实验的现场场景。信号放大装置用于接收虚拟同步发电机发出的各类工况信号，并将其转化成符合国家标准的电压传感器（PT）和电流传感器（CT）信号。本发明实施方式的试验系统，可通过虚拟同步发电机来进行同步发电机的励磁试验，无需大量试验设备和资源来满足实验需求，可以满足电力系统从业人员和高校的培训需要。

技术领域

本发明涉及电力系统试验技术领域，尤其是涉及一种虚拟同步发电机励磁试验系统。

背景技术

根据电力行业标准《大型发电机励磁系统现场试验导则》（DL/T 1166-2012），发电机励磁系统现场试验包括：发电机零起升压试验、灭磁试验、发电机空载阶跃响应试验、发电机负载阶跃响应试验、发电机各种工况时的带负荷调节试验、电压静差率及电压调差率测定、甩无功负荷试验等，试验种类繁多，需要大量的设备和资源。

在实践中，发电厂在完成机组检修后才会进行发动机的励磁系统实验，同时实验过程中，需要耗费大量的人力物力，机组都需要启动原动机将发电机拖入同步转速后进行励磁实验，实验时间越长，耗费的原动机驱动能源就越多，因此难以在设备、资金有限的情况下让受培训员工充分参与发电机的励磁试验，充分理解试验原理。同时越来越灵活的就业市场，也使得专业技术人员流动性增加，使得相关的企业容易形成专业技术人员的空窗期，从而难以满足现场实验的需求。

本发明提出的试验系统可以让员工在全面接触和理解各项试验的同时，避免消耗大量资源，节省成本。

发明内容

本发明提供一种同步发电机励磁试验系统，将以现代控制理论的状态方程所表示的虚拟同步发电机储存于嵌入式装置，在FPGA及ARM等搭建的硬件环境中，运行同步发电机仿真算法、模拟同步发电机运行状态。

系统上位机程序用于虚拟同步发电机电压，电流，励磁等各项参数的控制，并监控虚拟发电机的运行状态，而信号放大装置用于接收虚拟同步电机的运行状态信号，并将其转化为符合国家标准的检测信号，传输给实际现场试验装置。

专业技术人员通过现场实验设备连接本发明所述的试验系统，可完成同步发电机的励磁系统试验，而无需实物设备来满足试验需求，节省试验成本。

附图说明

图1为本发明所描述的虚拟同步发电励磁试验系统结构。

具体实施方式

系统实现的具体步骤为：

1)虚拟同步发电机，所述虚拟同步发电机根据发电机原理，通过编写程序，在嵌入式系统中实现，可以模拟真实同步发电机的各种工作特性；

2)上位机程序，所述上位机程序用于设置虚拟同步发电机的各项内部参数，在启动虚拟同步机后，可以按电力行业标准发出起动励磁、跳开关灭磁等试验动作指令给虚拟同步机，同时从可以从虚拟同步机中采集信号，监视虚拟同步发电机运行状态；

3)信号放大装置，所述信号放大装置可以接收虚拟同步发电机的状态信号，将其从弱电信号（-10V~+10V）转化成符合国家标准的电压传感器（PT）和电流传感器（CT）信号，用于进行同步发电机的励磁试验；

系统实验具体步骤为：

1)运行上位机软件，配置试验相关设置

2)连接上位机，虚拟同步发电机，信号放大装置接线

3)连接信号放大装置与用户实际试验装置

4)启动试验，在上位机调节所需参数，在上位机监测虚拟同步发电机运行状态