Vsg節(jié)能型電控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，包括ALM模塊，所述ALM模塊內(nèi)設(shè)有內(nèi)置第一超級(jí)電容；與ALM模塊輸入端連接的設(shè)置于主回路內(nèi)的產(chǎn)生的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抑制電流的大幅度波動(dòng)電抗系統(tǒng)；與ALM模塊輸出端連接的將交流電變成直流電的直流母排，以及與直流母排連接的吊機(jī)動(dòng)力模塊，吊機(jī)動(dòng)力模塊內(nèi)置有第二超級(jí)電容；與吊機(jī)動(dòng)力模塊輸出端連接的LC濾波器，LC濾波器輸出至輔助回路；與ALM模塊并聯(lián)在主回路中的VSM電壓傳感模塊；VSM電壓傳感模塊輸入端接有閘刀開關(guān)，閘刀開關(guān)輸入端接有斷路器，斷路器輸入端接有三相異步發(fā)電機(jī)；本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少電流變化率，工作能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，安全穩(wěn)定。
【專利說明】
VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明公開了一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]港口 RTG —般采用30(T600kW恒速主柴油發(fā)電機(jī)組供電，只要處于工作狀態(tài)，無論是否起吊集裝箱，發(fā)電機(jī)組都處于運(yùn)行狀態(tài)，柴油機(jī)都處于恒定速度在運(yùn)行。實(shí)際上港口RTG有50%的運(yùn)行時(shí)間是處于空載狀態(tài)的，即使在非空載工況下，RTG也僅在重箱起升過程中需要提供額定功率，幾乎90%的運(yùn)行時(shí)間處于輕負(fù)荷狀態(tài)。而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不能跟隨負(fù)荷的大小改變供油量，造成油量的大量浪費(fèi)。
[0003]為達(dá)到RTG節(jié)油目地，給柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速，使柴油機(jī)組可以根據(jù)負(fù)載的變化而改變柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)油的目的。但是，改變柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速，意味著發(fā)電機(jī)發(fā)出電的頻率和電壓不能達(dá)到用電設(shè)備的額定要求。在我國的電力系統(tǒng)中，工頻交流電的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz,對(duì)于一般柴油發(fā)電機(jī)組,要求拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本恒定，因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和交流電頻率之間保持嚴(yán)格不變的關(guān)系特點(diǎn)。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出頻率和電壓不能滿足用電設(shè)備工況。
[0004]隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增大，很多國家的電力系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)則對(duì)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力做出了規(guī)定，目前針對(duì)雙饋型和直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越功能的研究非常多；研究過程中需要模擬各種類型的電壓跌落故障，通常是由電壓跌落發(fā)生器(VoltageSag Generator,VSG)來實(shí)現(xiàn)的。VSG,電壓跌落發(fā)生器(Voltage Sag Generator)的簡稱。電壓跌落(voltage sag),也稱電壓驟降、電壓下跌、電壓凹陷，是指供電電壓均方根值在短時(shí)間突然下降至額定電壓幅值的90%-10%。典型持續(xù)時(shí)間為0.5^30個(gè)周波的一種現(xiàn)象。PLC綜合控制柜具有過載、短路、缺相保護(hù)等保護(hù)功能。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定、功能齊全?？梢愿鶕?jù)實(shí)際控制規(guī)摸大小，進(jìn)行組合，既可以實(shí)現(xiàn)單柜自動(dòng)控制，也可以實(shí)現(xiàn)多柜通過工業(yè)以太網(wǎng)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)組成集散(DSC)控制系統(tǒng)。PLC控制柜能適應(yīng)各種大小規(guī)模的工業(yè)自動(dòng)化控制場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用在電力、冶金、化工、造紙、環(huán)保污水處理等行業(yè)中。PLC控制柜可完成設(shè)備自動(dòng)化和過程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)完美的網(wǎng)絡(luò)功能，性能穩(wěn)定、可擴(kuò)展、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)的核心和靈魂?？梢愿鶕?jù)用戶需求量身設(shè)計(jì)PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可搭配人機(jī)界面觸摸屏，達(dá)到輕松操作的目的。設(shè)備更可與DCS總線上位機(jī)modbus、profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸；工控機(jī)、以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)的控制和監(jiān)控。
[0005]當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致電壓跌落時(shí)，光伏電站/風(fēng)電站如果立即切除，將引起整個(gè)系統(tǒng)的劇烈變化，導(dǎo)致大面積停電。在電力系統(tǒng)發(fā)生此類問題時(shí)，具備“低電壓穿越”能力的逆變?cè)O(shè)備或補(bǔ)償裝置將保證順利并網(wǎng)運(yùn)行，支撐電網(wǎng)故障恢復(fù)，避免引起電網(wǎng)故障的擴(kuò)大化。電壓跌落發(fā)生器則時(shí)檢測(cè)“低電壓穿越”能力的檢測(cè)裝置。電壓跌落發(fā)生器在德國、美國已經(jīng)大規(guī)模投入使用，在國內(nèi)還處于研究測(cè)試階段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，在于克服上述局限，從而提供一種工作能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，安全穩(wěn)定的VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，包括ALM模塊，所述ALM模塊內(nèi)設(shè)有內(nèi)置第一超級(jí)電容；
與ALM模塊輸入端連接的設(shè)置于主回路內(nèi)的產(chǎn)生的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抑制電流的大幅度波動(dòng)電抗系統(tǒng)；
與ALM模塊輸出端連接的將交流電變成直流電的直流母排，以及與直流母排連接的吊機(jī)動(dòng)力模塊，所述吊機(jī)動(dòng)力模塊內(nèi)置有第二超級(jí)電容；
與吊機(jī)動(dòng)力模塊輸出端連接的LC濾波器，所述LC濾波器輸出至輔助回路；
與ALM模塊并聯(lián)在主回路中的VSM電壓傳感模塊，所述VSM電壓傳感模塊在接入電壓達(dá)到最大電壓70%時(shí)再吸合；
所述VSM電壓傳感模塊輸入端接有閘刀開關(guān)，所述閘刀開關(guān)輸入端接有斷路器，所述斷路器輸入端接有三相異步發(fā)電機(jī)，所述閘刀開關(guān)輸出端與電抗系統(tǒng)輸入端連接。
[0008]優(yōu)選的是，三相異步發(fā)電機(jī)輸出端連接有多個(gè)電流表。
[0009]優(yōu)選的是，ALM模塊采用西門子ALM模塊。
[0010]優(yōu)選的是，斷路器規(guī)格為3VL2706-1DC33-0AB1。
[0011]綜上所述，本發(fā)明的一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):能把發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的從低頻低壓到額定頻率額定電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成可利用的直流電能，減少電流變化率，工作能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，安全穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的電路示意圖；
圖中標(biāo)號(hào):1-ALM模塊、2-第一超級(jí)電容、3-電抗系統(tǒng)、4-直流母排、5-吊機(jī)動(dòng)力模塊、6-第二超級(jí)電容、7-LC濾波器、8-VSM電壓傳感模塊、9-閘刀開關(guān)、10-斷路器、11-三相異步發(fā)電機(jī)、12-電流表。

【具體實(shí)施方式】
[0013]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0014]如圖1所示一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，包括ALM模塊I，所述ALM模塊I內(nèi)設(shè)有內(nèi)置第一超級(jí)電容2 ;
與ALM模塊I輸入端連接的設(shè)置于主回路內(nèi)的產(chǎn)生的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抑制電流的大幅度波動(dòng)電抗系統(tǒng)3 ；
與ALM模塊I輸出端連接的將交流電變成直流電的直流母排4，以及與直流母排4連接的吊機(jī)動(dòng)力模塊5，所述吊機(jī)動(dòng)力模塊5內(nèi)置有第二超級(jí)電容6 ;
與吊機(jī)動(dòng)力模塊5輸出端連接的LC濾波器7，所述LC濾波器7輸出至輔助回路；
與ALM模塊I并聯(lián)在主回路中的VSM電壓傳感模塊8，所述VSM電壓傳感模塊8在接入電壓達(dá)到最大電壓70%時(shí)再吸合；
所述VSM電壓傳感模塊8輸入端接有閘刀開關(guān)9，所述閘刀開關(guān)9輸入端接有斷路器10，所述斷路器10輸入端接有三相異步發(fā)電機(jī)11，所述閘刀開關(guān)9輸出端與電抗系統(tǒng)3輸入端連接。
[0015]三相異步發(fā)電機(jī)11輸出端連接有多個(gè)電流表12。
[0016]ALM模塊I采用西門子ALM模塊。
[0017]斷路器10 規(guī)格為 3VL2706-1DC33-0AB1。
[0018]當(dāng)柴油機(jī)拖運(yùn)的同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，并同步三相異步發(fā)電機(jī)11具備正常勵(lì)磁的情況下，隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不同，可從怠速750到額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)連續(xù)調(diào)節(jié)，這時(shí)同步發(fā)電機(jī)就可以產(chǎn)生200V-400V的交流電壓輸出，輸出電源頻率為25HZ-50HZ的三相交流電。把這個(gè)三相電壓和頻率都變化的電源接入能量變換器，能量變換器的第一個(gè)環(huán)節(jié)是把三相異步發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的從低頻低壓到額定頻率額定電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成可利用的直流電能。
[0019]為使輸出的電壓和頻率滿足RTG用電要求，就需要增加一套電控系統(tǒng)。在電控系統(tǒng)部分主要核心控制元器件全部采用SIEMENS整體解決方案，通過SIEMENS ALM模塊的電壓調(diào)節(jié)功能，可以在柴油機(jī)變速時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，對(duì)直流母電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以達(dá)到輸出至電機(jī)模塊穩(wěn)定的直流電壓。
[0020]由于ALM模塊I里有內(nèi)置第一超級(jí)電容2，對(duì)于ALM模塊I的二極管整流的單元來說，如果直接把主發(fā)電機(jī)的電壓加入輸入端，很可能會(huì)因電壓瞬間沖擊將ALM模塊I的二極管整流單元燒壞，因此在主回路中增加電抗系統(tǒng)3，實(shí)現(xiàn)主回路階梯加壓至最大值，由于電抗器產(chǎn)生的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抑制電流的大幅度波動(dòng)，使整個(gè)主回路系統(tǒng)達(dá)到安全穩(wěn)定的效果。經(jīng)過在多個(gè)RTG項(xiàng)目上的應(yīng)用，充分驗(yàn)證了 VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)這一項(xiàng)實(shí)用新技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)秀性能。
[0021]綜上所述，本發(fā)明的一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):能把發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的從低頻低壓到額定頻率額定電壓的交流電能轉(zhuǎn)變成可利用的直流電能，減少電流變化率，工作能耗低，結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，安全穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，其特征在于:包括ALM模塊(I )，所述ALM模塊(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)置第一超級(jí)電容(2)； 與ALM模塊(I)輸入端連接的設(shè)置于主回路內(nèi)的產(chǎn)生的反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)抑制電流的大幅度波動(dòng)電抗系統(tǒng)(3)； 與ALM模塊(I)輸出端連接的將交流電變成直流電的直流母排(4)，以及與直流母排(4)連接的吊機(jī)動(dòng)力模塊(5)，所述吊機(jī)動(dòng)力模塊(5)內(nèi)置有第二超級(jí)電容(6); 與吊機(jī)動(dòng)力模塊(5)輸出端連接的LC濾波器(7)，所述LC濾波器(7)輸出至輔助回路； 與ALM模塊(I)并聯(lián)在主回路中的VSM電壓傳感模塊(8)，所述VSM電壓傳感模塊(8)在接入電壓達(dá)到最大電壓70%時(shí)再吸合； 所述VSM電壓傳感模塊(8 )輸入端接有閘刀開關(guān)(9 )，所述閘刀開關(guān)(9 )輸入端接有斷路器(10)，所述斷路器(10)輸入端接有三相異步發(fā)電機(jī)(11)，所述閘刀開關(guān)(9)輸出端與電抗系統(tǒng)(3)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，其特征在于:所述三相異步發(fā)電機(jī)(11)輸出端連接有多個(gè)電流表(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，其特征在于:所述ALM模塊(I)采用西門子ALM模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VSG節(jié)能型電控系統(tǒng)，其特征在于:所述斷路器(10)規(guī)格為 3VL2706-1DC33-0AB1。
【文檔編號(hào)】H02J15/00GK104300537SQ201410592688
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】仇國強(qiáng), 王輝, 王曉峰, 石玉, 陳尚杰, 胡春香 申請(qǐng)人:南通潤邦電氣工程有限公司