[发明专利]一种异步励磁综合调相机及其无功补偿与有功平衡的方法

摘要

本发明公开了一种异步励磁综合调相机及其无功补偿与有功平衡的方法，包括三相交流励磁绕组、电压源型逆变器、超级电容和电压源型整流器。超级电容，用于向电压源型逆变器提供能量，并能维持电压源型逆变器的电压水平。电压源型整流器，用于从电网侧吸收有功功率，将电网侧的交流电转化为直流电，向超级电容和电压源型逆变器提供有功，同时将无功功率送往电网。电压源型逆变器，用于将电压源型整流器输送来的直流电逆变为三相转子励磁绕组所需要的三相交流励磁电流。采用上述结构与方法后，通过控制转子转速，使调相机吸收一部分线路发生短路故障时电网中多余的能量，其惯性较强，有利于电网的安全与稳定；另外无功补偿能力及暂态性能更好。

主权项

1.一种异步励磁综合调相机，其特征在于：包括三相交流励磁绕组、电压源型逆变器、超级电容和电压源型整流器；三相交流励磁绕组包括三相转子励磁绕组和定子绕组，三相交流励磁绕组的励磁方式为异步励磁；定子绕组与电网侧母线相连接，三相转子励磁绕组与电压源型逆变器的一端相串联，电压源型逆变器的另一端与超级电容相并联；电压源型整流器的一端与电网侧母线相连接，电压源型整流器的另一端也与超级电容相并联；超级电容，用于向电压源型逆变器提供能量，并能维持电压源型逆变器的电压水平；电压源型整流器，用于从电网侧吸收有功功率，将电网侧的交流电转化为直流电，向超级电容和电压源型逆变器提供有功，同时将无功功率送往电网；电压源型逆变器，用于将电压源型整流器输送来的直流电逆变为三相转子励磁绕组所需要的三相交流励磁电流；异步励磁综合调相机进行无功补偿与有功平衡的方法，包括如下步骤：第一步，电网扰动信号检测：当电网某处出现故障时，调相机控制器将接收到故障信息，并检测到电网扰动信号，该电网扰动信号包括电网电压下降和综合调相机中转子的转速出现变化；此时，综合调相机将由稳态运行转至暂态运行；第二步，平衡电网有功功率：调相机控制器检测到电网扰动信号后，将指令综合调相机中的转子降低转速，吸收电网多余有功，进行电网有功功率平衡；第三步，电网无功补偿：电压源型逆变器将根据需求增大综合调相机中三相转子励磁绕组的励磁电流，保持定子绕组向电网输送的无功功率Q1正常；同时，电压源型整流器向电网输送无功功率Q2，维持电网电压水平；第四步，故障切除信号接收：在设定时间内，调相机控制器若未接收到故障切除信号，则继续第二步至第三步，直至接收到故障切除信号为止；第五步，转至稳态运行：当调相机控制器接收到故障切除信号后，电网电压恢复，调相机控制器将指令综合调相机中的电压源型逆变器逐渐减小励磁电流，直至各项指标恢复到故障之前，即转至稳态运行。