[发明专利]一种基于储能型动态电压恢复器的自并励励磁系统

说明书

技术领域

本发明属于发电机励磁技术领域，具体涉及一种基于储能型动态电压恢复器的自并励励磁系统。

背景技术

电力系统的安全稳定运行对国民经济意义重大。长期的实践证明，励磁控制已成为全面提高系统安全稳定的重要手段，特性优良的励磁系统能够有效保证电压质量，提高电力系统运行稳定性。随着发电机单机容量和电网规模的增大，发电机组及电力系统对励磁控制在可靠性和动态品质等方面提出了越来越高的要求。同步发电机自并励励磁系统由于自身优点，已成为国内外优先选取的主要励磁方式。

在电力系统短路故障过程中，电压严重下降，系统中电动机无功电流加大，使母线电压进一步下降，造成电压崩溃或较长时间电压不能恢复。电网发生低频/超低频振荡时，发电机机端电压也将随着大幅度低，此时机端电压可能较长时间(几秒钟)持续处在较低水平，尤其是处于振荡中心的机组。在上述几种情况下，为了系统稳定运行励磁系统更需要强行励磁或加大励磁，但由于自并励励磁系统的电源取自机端，电源电压降低，影响了强励能力。

发明内容

本发明的目的在于克服常规自并励励磁系统不足，提出一种基于储能型动态电压恢复器的自并励励磁系统，该励磁系统在电力系统故障或系统发生电力系统稳定器(PSS)无法抑制的超低频振荡时，能保持励磁电压为恒定或保持在给定值，保证提供足够励磁能力，并且能够通过调节有功功率和无功功率，抑制低频振荡，提高系统的静态稳定性。

一种基于储能型动态电压恢复器的自并励励磁系统，包括励磁变压器、励磁整流器、发电机测量装置、励磁调节器、励磁线圈和起励装置，励磁变压器的原边连接发电机的出口，副边连接励磁整流器的交流侧，励磁整流器的直流侧连接励磁线圈，励磁整流器的控制端连接励磁调节器的输出端，励磁调节器的输入端连接发电机测量装置，起励装置连接励磁线圈，其特征在于，在励磁变压器的副边与整流桥的输入端之间增设了储能型动态电压恢复器，储能型动态电压恢复器包括顺序相接的动态电压恢复器、双向直流/直流变换器和直流储能系统。

本发明有以下技术效果：

(1)本发明在应用中，在机端电压发生电压暂降或骤升时，动态电压恢复器能够在数毫秒内向励磁系统中注入一个幅值、相位可控的串联补偿电压，对电压进行有效补偿，以保证励磁电压恒定，从而实现维持机端电压恒定。补偿所需的有功和无功功率由储能系统提供。

(2)本发明在应用中，该励磁系统提供系统阻尼的通道有3条，通道1：与常规励磁相同，实时监测系统中的电压、电流、有功和无功等大小，系统扰动时通过调节直流励磁电流的大小提供正阻尼；通道2：励磁系统交流侧注入发电机机端的无功功率在一定范围内可控，即励磁系统能对发电机端进行无功功率的吸收和释放，通过适当的控制可以提供正阻尼；通道3：励磁系统交流侧注入发电机机端的有功功率在一定范围内可控，即励磁系统能对发电机端进行有功功率的吸收和释放，通过适当的控制可以提供正阻尼。由该系统提供的后2条通道响应速度快(ms级)，在提高系统阻尼、抑制低频振荡方面优于常规励磁系统。

(3)本发明由于运行时不受机端电压的影响，可以实现近似于他励的效果，但在可靠性和经济性方面又优于他励系统。

附图说明

图1为本发明局部电路结构示意图；

图2为实例的动态电压恢复器结构示意图；

图3为实例的双向直流/直流变换电路结构示意图；

图4为实例的超级电容器组结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进一步详细说明。

常规自并励励磁系统包括励磁变压器T、励磁整流器、发电机测量装置、励磁调节器、励磁线圈和起励装置，励磁变压器的原边连接发电机G的出口，副边连接励磁整流器的交流侧，励磁整流器的直流侧连接励磁线圈，励磁整流器的控制端连接励磁调节器的输出端，励磁调节器的输入端连接发电机测量装置，起励装置连接励磁线圈。