可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括三相電源(1)、輸入變壓器(2)、多電平逆變器(3)、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)(4)、信號(hào)檢測(cè)回路(5)、外部接口(6)、控制板(7)、人機(jī)界面(8)。利用本實(shí)用新型能夠采用矢量控制技術(shù)，通過磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測(cè)環(huán)節(jié)、同步控制環(huán)節(jié)、電流控制環(huán)節(jié)、電壓前饋環(huán)節(jié)、旋轉(zhuǎn)矢量控制SVM環(huán)節(jié)組成，在電勵(lì)磁同步機(jī)各種模式下具有系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與無功調(diào)節(jié)迅速的特點(diǎn)，且體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。
【專利說明】可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大功率抽水蓄能變流機(jī)組控制領(lǐng)域，具體涉及可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)和電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是核能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電容量所占比重日益增加，電力系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差矛盾日趨突出。在各種解決此矛盾的方式中，抽水蓄能電站以其快速、有效、經(jīng)濟(jì)、可靠的特點(diǎn)，在電網(wǎng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相中扮演著重要的角色，成為目前最有效和最經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)手段。抽水蓄能電站合理有效的利用，可減少常規(guī)火電調(diào)峰電源建設(shè)和火電機(jī)組排放污染氣體，這對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)以及低碳排放極為有利。因此，抽水蓄能電站作為水電的補(bǔ)充，可彌補(bǔ)水電的不足，有利于水電和電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)還使水電以至電力工業(yè)增加新的活力。
[0003]我國(guó)抽水蓄能電站的現(xiàn)有機(jī)組大部分為同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)組，其存在變流器容量大、速度不可調(diào)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、無功不可調(diào)、低負(fù)載效率低等缺點(diǎn)，交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)具有“定頻變速”的特性，使得水輪機(jī)組可在電機(jī)同步速點(diǎn)上下調(diào)節(jié)，可有效減少水輪機(jī)組的負(fù)荷壓力機(jī)，同時(shí)，交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)具有無功調(diào)節(jié)迅速、變流器容量小的特點(diǎn)，其中同步并網(wǎng)策略是其關(guān)鍵技術(shù)之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4、信號(hào)檢測(cè)回路5、外部接口 6、控制板7、人機(jī)界面8 ;
[0006]三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4依次連接，信號(hào)檢測(cè)回路5連接至三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4、控制板7，控制板7連接至外部接口 6、控制板7、人機(jī)界面8。
[0007]優(yōu)選地，輸入變壓器2的輸入端與三相電源I相連，輸入變壓器2為多電平逆變器3提供電源，同時(shí)具有隔離功能。
[0008]優(yōu)選地，多電平逆變器3為四象限結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，控制板7采用DSP與FPGA的雙CPU結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，DSP為TI的浮點(diǎn)型DSP。
[0011 ] 優(yōu)選地，F(xiàn)PGA采用XiIinx的大規(guī)?？删幊涕T的FPGA。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用本實(shí)用新型能夠采用矢量控制技術(shù)，通過磁鏈與轉(zhuǎn)矩觀測(cè)環(huán)節(jié)、同步控制環(huán)節(jié)、電流控制環(huán)節(jié)、電壓前饋環(huán)節(jié)、旋轉(zhuǎn)矢量控制SVM環(huán)節(jié)組成,在電勵(lì)磁同步機(jī)各種模式下具有系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與無功調(diào)節(jié)迅速的特點(diǎn)，且體積小，結(jié)構(gòu)緊湊?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0014]圖1示出本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型提供的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4、信號(hào)檢測(cè)回路
5、外部接口 6、控制板7、人機(jī)界面8;其中，三相進(jìn)線與電網(wǎng)相連，為多電平逆變器3提供工作電源；控制板7根據(jù)完成交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)電機(jī)的控制、通信、故障封鎖與保護(hù)等任務(wù)；控制板7與外部接口 6相連，外部接口 6可提供變頻器組網(wǎng)及上位機(jī)通信等接口 ；人機(jī)界面完成用戶參數(shù)的輸入輸出；信號(hào)檢測(cè)回路完成逆變器信號(hào)、壓縮機(jī)信息、變壓器信息以及電網(wǎng)信息的采集與傳輸，為控制系統(tǒng)提供控制依據(jù)。
[0017]三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4依次連接，信號(hào)檢測(cè)回路5連接至三相電源1、輸入變壓器2、多電平逆變器3、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)4、控制板7，控制板7連接至外部接口 6、控制板7、人機(jī)界面8。
[0018]優(yōu)選地，輸入變壓器2的輸入端與三相電源I相連，輸入變壓器2為多電平逆變器3提供電源，同時(shí)具有隔離功能。多電平逆變器3為四象限結(jié)構(gòu)。控制板7采用DSP與FPGA的雙CPU結(jié)構(gòu)。DSP為TI的浮點(diǎn)型DSP。FPGA采用Xilinx的大規(guī)模可編程門的FPGA。功率器件為高壓大電流功率模塊。
[0019]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括三相電源(I)、輸入變壓器(2)、多電平逆變器(3)、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)(4)、信號(hào)檢測(cè)回路(5)、外部接口(6)、控制板(7)、人機(jī)界面(8)； 三相電源(I)、輸入變壓器(2)、多電平逆變器(3)、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)(4)依次連接，信號(hào)檢測(cè)回路(5)連接至三相電源(I)、輸入變壓器(2)、多電平逆變器(3)、交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)(4)、控制板(7)，控制板(7)連接至外部接口 (6)、控制板(7)、人機(jī)界面(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，輸入變壓器(2)的輸入端與三相電源(I)相連，輸入變壓器(2)為多電平逆變器(3)提供電源，同時(shí)具有隔離功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，多電平逆變器(3)為四象限結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，控制板(7)采用DSP與FPGA的雙CPU結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4 所述的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，DSP為TI的浮點(diǎn)型DSP。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變速抽水蓄能交流勵(lì)磁發(fā)電電動(dòng)機(jī)的同步并網(wǎng)控制系統(tǒng)，其特征在于，F(xiàn)PGA采用Xilinx的大規(guī)?？删幊涕T的FPGA。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK203398805SQ201320406960
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】姜建國(guó), 劉賀, 羅*, 徐亞軍, 喬樹通 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)