一種靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于晶閘管采用非完全余弦移 相觸發(fā)方式下的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微機(jī)勵(lì)磁技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的勵(lì)磁系統(tǒng)越來越多地采用非完全余弦移相 觸發(fā)方式。與余弦移相觸發(fā)方式不同，非完全余弦移相觸發(fā)方式中，機(jī)端電壓與余弦波幅值 并不成比例關(guān)系，因此當(dāng)機(jī)端電壓發(fā)生變化時(shí)，余弦波的幅值并不隨之發(fā)生變化。此時(shí)，晶 閘管輸出的空載直流電壓ud。是一個(gè)與機(jī)端電壓有關(guān)的量。而現(xiàn)有的IEEE標(biāo)準(zhǔn)自并勵(lì)模型 中，Ud(l的值與機(jī)端電壓是一個(gè)無關(guān)的量，并不符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式下 的關(guān)系，因此該模型不一定能適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式下的情況。
[0003] 與發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的其中一種靜止自并勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)模型為電氣與電子工程師協(xié) 會(huì)（IEEE)提出的靜止自并勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)模型，其機(jī)端電壓與參考電壓形成的電壓差量經(jīng)過超前 滯后校正及綜合放大環(huán)節(jié)輸出到功率放大單元，輸出得到勵(lì)磁電壓。該模型存在的缺點(diǎn)是： 1)不適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)的情況；2)未考慮整流器換相壓降的影響，不 利于模型的精確性。
[0004] 與發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的另一靜止自并勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)模型為在IEEE提出的靜止自并勵(lì) 標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)上提出的考慮了整流器換相壓降作用的IEC模型，其機(jī)端電壓與參考電壓形 成的電壓差量經(jīng)過超前滯后校正及綜合放大環(huán)節(jié)輸出到功率放大單元，減去整流器換相壓 降之后輸出得到勵(lì)磁電壓。該模型存在的缺點(diǎn)是不適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā) 的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型。本發(fā)明是一種能夠適用 于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式下的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，能提高現(xiàn)有模型 的精確性。本發(fā)明適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析及研 究。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，該模型包括有機(jī)端 電壓測(cè)量比較環(huán)節(jié)VMf、Vt，由超前滯后校正單元Ta/TB1，TC2/TB#P增益放大環(huán)節(jié)1^組成的勵(lì) 磁控制器，一階慣性環(huán)節(jié)模擬的勵(lì)磁功率單元，限幅環(huán)節(jié)VKMAX、VMIN，機(jī)端電壓Vt反饋環(huán)節(jié)， 整流器換相壓降環(huán)節(jié)KCIFD以及勵(lì)磁電壓輸出EFD，機(jī)端電壓Vt與參考電壓VMf形成的電壓 差量AV經(jīng)過超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2&增益放大環(huán)節(jié)K1；輸出到整流器進(jìn)行功率 放大（KA、TA)，忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VK受機(jī)端電壓Vt反饋?zhàn)饔煤蟮玫?空載直流電壓Ud(l，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵(lì)磁電壓EFD。
[0007] 上述機(jī)端電壓Vt反饋至空載直流電壓Ud。輸出端之前，Ud。的值受機(jī)端電壓影響， 符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)時(shí)空載直流電壓與機(jī)端電壓之間的相互關(guān)系。
[0008] 當(dāng)晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式時(shí)，整流器輸出的空載直流電壓與機(jī)端電 壓有關(guān)，而在現(xiàn)有的靜止自并勵(lì)I(lǐng)EEE標(biāo)準(zhǔn)模型中發(fā)現(xiàn)其整流器輸出的空載直流電壓與機(jī) 端電壓無關(guān)。基于這一發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明在原有IEEE標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)上增加考慮了機(jī)端電壓的反 饋及整流器換相壓降的影響，得到新的適用于非完全余弦觸發(fā)方式下的靜止自并勵(lì)詳細(xì)模 型。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0009] (1)本發(fā)明適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)的情況，符合現(xiàn)代微機(jī)勵(lì)磁系 統(tǒng)的需要，解決了現(xiàn)有靜止自并勵(lì)I(lǐng)EEE標(biāo)準(zhǔn)模型在應(yīng)用中的局限性。
[0010] (2)本發(fā)明采用機(jī)端電壓反饋結(jié)構(gòu)，不僅能夠充分反應(yīng)機(jī)端電壓對(duì)整流器輸出電 壓的影響，且由于機(jī)端電壓的自適應(yīng)作用，能夠在一定程度上提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0011] (3)本發(fā)明考慮了整流器換相壓降影響作用，進(jìn)一步提高了模型的精確性，有利于 對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行精確仿真分析研究。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為現(xiàn)有IEEE標(biāo)準(zhǔn)靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)模型圖。
[0014] 圖3為在IEEE基礎(chǔ)上考慮了整流器換相壓降的IEC模型圖。
[0015] 圖4為單機(jī)無窮大系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型圖。
[0016] 圖5為考慮比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)仿真對(duì)比結(jié)果圖。
[0017] 圖6為考慮慣性時(shí)間常數(shù)仿真對(duì)比結(jié)果圖。
[0018] 圖7為考慮超前滯后環(huán)節(jié)仿真對(duì)比結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過借助實(shí)例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明 的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，該模型包括有機(jī)端電壓測(cè)量 比較環(huán)節(jié)VMf、Vt，由超前滯后校正單元Ta/TB1，TC2/TB#P增益放大環(huán)節(jié)K一且成的勵(lì)磁控制 器，一階慣性環(huán)節(jié)模擬的勵(lì)磁功率單元，限幅環(huán)節(jié)VKMAX、VKMIN，機(jī)端電壓Vt反饋環(huán)節(jié)，整流器 換相壓降環(huán)節(jié)KCIFD以及勵(lì)磁電壓輸出EFD，機(jī)端電壓Vt與參考電壓V形成的電壓差量AV 經(jīng)過超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2及增益放大環(huán)節(jié)KK輸出到整流器進(jìn)行功率放大（KA、 TA)，忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VK受機(jī)端電壓Vt反饋?zhàn)饔煤蟮玫娇蛰d直流 電壓Ud(l，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵(lì)磁電壓EFD。
[0021] 上述機(jī)端電壓vt反饋至空載直流電壓ud。輸出端之前，ud。的值受機(jī)端電壓影響， 符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)時(shí)空載直流電壓與機(jī)端電壓之間的相互關(guān)系。
[0022] 本發(fā)明中機(jī)端電壓與參考電壓形成的電壓差量經(jīng)過超前滯后校正及綜合放大環(huán) 節(jié)輸出到功率放大單元。忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓受機(jī)端電壓反饋?zhàn)饔?后得到空載直流電壓Ud(l。之后減去整流器換相壓降的影響輸出勵(lì)磁電壓。
[0023] 在晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)的情況下，工作原理為：首先將控制電壓Usm疊 加到同步電壓usy上，usy為余弦波，在過零點(diǎn)觸發(fā)觸發(fā)脈沖，因此過零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相角就是控 制角a。此時(shí)存在關(guān)系式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，其特征在于該模型包括有機(jī)端電壓測(cè)量比較環(huán)節(jié) VMf、V t，由超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2和增益放大環(huán)節(jié)K k組成的勵(lì)磁控制器，一階慣 性環(huán)節(jié)模擬的勵(lì)磁功率單元，限幅環(huán)節(jié)νΚΜΑΧ、νΜΙΝ，機(jī)端電壓V t反饋環(huán)節(jié)，整流器換相壓降環(huán) 節(jié)KcIfd以及勵(lì)磁電壓輸出E FD，機(jī)端電壓Vt與參考電壓V 形成的電壓差量Λ V經(jīng)過超前 滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2及增益放大環(huán)節(jié)K κ輸出到整流器進(jìn)行功率放大（Κ A、Ta)，忽略 電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓Vk受機(jī)端電壓V t反饋?zhàn)饔煤蟮玫娇蛰d直流電壓U d(l， 之后減去整流器換相壓降KcIfd的影響輸出勵(lì)磁電壓E FD。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，其特征在于上述機(jī)端電壓V ,反 饋至空載直流電壓Ud。輸出端之前，U d。的值受機(jī)端電壓影響，符合晶閘管采用非完全余弦移 相觸發(fā)時(shí)空載直流電壓與機(jī)端電壓之間的相互關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)詳細(xì)模型。包括有機(jī)端電壓測(cè)量比較環(huán)節(jié)Vref、Vt，由超前滯后校正單元TC1/TB1，TC2/TB2和增益放大環(huán)節(jié)KR組成的勵(lì)磁控制器，一階慣性環(huán)節(jié)模擬的勵(lì)磁功率單元，限幅環(huán)節(jié)VRMAX、VRMIN，機(jī)端電壓Vt反饋環(huán)節(jié)，整流器換相壓降環(huán)節(jié)KCIFD以及勵(lì)磁電壓輸出EFD，機(jī)端電壓Vt與參考電壓Vref形成的電壓差量ΔV經(jīng)過超前滯后校正單元TC1/TB1，TC2/TB2及增益放大環(huán)節(jié)KR輸出到整流器進(jìn)行功率放大（KA、TA），忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VR受機(jī)端電壓Vt反饋?zhàn)饔煤蟮玫娇蛰d直流電壓Ud0，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵(lì)磁電壓EFD。本發(fā)明是一種能夠適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發(fā)方式下的靜止自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，能提高現(xiàn)有模型的精確性。
【IPC分類】H02P9-30
【公開號(hào)】CN104579066
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410742768
【發(fā)明人】陳剛, 孫海順, 洪潮, 喬嫣然, 柳勇軍, 王尊, 楊誠
【申請(qǐng)人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華中科技大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日