[发明专利]一种交流励磁装置的控制保护系统

说明书

本发明涉及一种交流励磁装置的控制保护系统，属于电力电子与电力传动控制领域，包括系统保护与接口单元、逻辑与系统控制单元、模块控制单元和模块接口单元，其中，控制保护系统的系统保护与接口单元仅设置有为数不多的模拟量采样接口，仅用于获取交流励磁装置所在发电机组系统中相应模拟量的采样信号，而不包括大量功率模块的采样信号，大量功率模块的采样信号由功率模块控制器采集后，将采集信息经过通信接口发送至模块接口单元，并由模块接口单元发送至逻辑与系统控制单元，进行相应的逻辑运算或判断处理。因此，相对于现有的控制保护系统，本发明的控制保护系统中的接口设置更加合理，当控制保护系统故障时也便于维修人员进行维修。

技术领域

本发明属于电力电子与电力传动控制领域，具体涉及一种交流励磁装置的控制保护系统。

背景技术

在大规模可再生能源并网的背景下，大型可变速抽水蓄能机组是实现电网稳定的较为理想的装置。而交流励磁系统是其重要的组成部分，用于变速电机的励磁及有功无功调节等功能。如图1所示的交流励磁装置，该交流励磁装置的控制保护系统需要与上层的监控系统通信，接受监控系统的调控，控制相关断路器开合，并以控制开关脉冲的方式，根据所需输出电压和电流功率等目标控制交流励磁装置中的功率电路(图1右侧所示)。由于交流励磁装置的功率电路本体由多组功率模块构成，需要采集较多数量的电压电流模拟量，而将各模拟量的电信号全部传输到控制保护系统的测量单元，则需要非常多的上层接口，连接采样通道数量庞大，后期维修困难。而且，由于控制保护系统与功率电路的距离远，传输过程会造成干扰。

百MW级可变速抽水蓄能机组用交流励磁装置需要极高的可靠性，年强行退出比不大于0.1％，在这种要求下一旦控制保护系统出现故障，则必须要立即停机检修，因此无法满足上述的可靠性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流励磁装置的控制保护系统，用于解决现有控制保护系统的采样接口庞大导致发生故障时的维修困难问题。基于该控制保护系统，本发明还提供了在控制保护系统中使用的系统保护与接口机箱、逻辑与系统控制机箱、模块控制机箱和模块接口机箱。

基于上述目的，一种交流励磁装置的控制保护系统的技术方案如下：

包括系统保护与接口单元、逻辑与系统控制单元、模块控制单元和模块接口单元，其中，系统保护与接口单元设置有模拟量采样接口，用于接收测量单元发送的采样信号，该采样数据为所述交流励磁装置所在发电机组系统中相应模拟量的采样信号；系统保护与接口单元还设置有开入开出接口，用于连接开入开出单元；

逻辑与系统控制单元用于根据获取的相关控制命令，结合系统保护与接口单元发送的相应模拟量的采样信号和/或开入开出信号，生成相关控制指令并发送至模块控制单元；

模块控制单元用于根据接收的相关控制指令进行电流闭环控制，生成功率模块的控制信号，并将控制信号发送至模块接口单元；

模块接口单元设置有通信接口，用于将功率模块的控制信号分发至交流励磁装置中的功率模块控制器；所述通信接口还用于通过功率模块控制器获取功率模块的采样信号，并将功率模块的采样信号发送至逻辑与系统控制单元。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的控制保护系统中，系统保护与接口单元仅设置有为数不多的模拟量采样接口，仅用于获取交流励磁装置所在发电机组系统中相应模拟量的采样信号，而不包括大量功率模块的采样信号，大量功率模块的采样信号由功率模块控制器采集后，将采集信息经过通信接口发送至模块接口单元，并由模块接口单元发送至逻辑与系统控制单元，进行相应的逻辑运算或判断处理。因此，相对于现有的控制保护系统，本发明的控制保护系统中接口的分布设置更加合理，当控制保护系统故障时也便于维修人员进行维修。另外，本发明的控制保护系统分为四个单元，即分为四层，各层之间相互配合，并分别进行相应处理，有效保障了控制保护的可靠性。