一種靜止自并勵勵磁系統的模型的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于發電機勵磁技術領域，具體涉及一種適用于晶閘管采用非完全余弦移 相觸發方式下的靜止自并勵勵磁系統的模型。
【背景技術】
[0002] 隨著微機勵磁技術的不斷發展，現有的勵磁系統越來越多地采用非完全余弦移相 觸發方式。與余弦移相觸發方式不同，非完全余弦移相觸發方式中，機端電壓與余弦波幅值 并不成比例關系，因此當機端電壓發生變化時，余弦波的幅值并不隨之發生變化。此時，晶 閘管輸出的空載直流電壓ud。是一個與機端電壓有關的量。而現有的IEEE標準自并勵模型 中，Ud(l的值與機端電壓是一個無關的量，并不符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發方式下 的關系，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方式下的情況。
[0003] 與發明相關的現有技術的其中一種靜止自并勵標準模型為電氣與電子工程師協 會（IEEE)提出的靜止自并勵標準模型，其機端電壓與參考電壓形成的電壓差量經過超前 滯后校正及綜合放大環節輸出到功率放大單元，輸出得到勵磁電壓。該模型存在的缺點是： 1)不適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發的情況；2)未考慮整流器換相壓降的影響，不 利于模型的精確性。
[0004] 與發明相關的現有技術的另一靜止自并勵標準模型為在IEEE提出的靜止自并勵 標準模型基礎上提出的考慮了整流器換相壓降作用的IEC模型，其機端電壓與參考電壓形 成的電壓差量經過超前滯后校正及綜合放大環節輸出到功率放大單元，減去整流器換相壓 降之后輸出得到勵磁電壓。該模型存在的缺點是不適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發 的情況。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提出一種靜止自并勵勵磁系統的模型。本發明是一種能夠適用 于晶閘管采用非完全余弦移相觸發方式下的靜止自并勵勵磁系統的模型，能提高現有模型 的精確性。本發明適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發方式時對系統進行仿真分析及研 究。
[0006] 本發明的技術方案是：本發明的靜止自并勵勵磁系統的模型，該模型包括有機端 電壓測量比較環節VMf、Vt，由超前滯后校正單元Ta/TB1，TC2/TB#P增益放大環節1^組成的勵 磁控制器，一階慣性環節模擬的勵磁功率單元，限幅環節VKMAX、VMIN，機端電壓Vt反饋環節， 整流器換相壓降環節KCIFD以及勵磁電壓輸出EFD，機端電壓Vt與參考電壓VMf形成的電壓 差量AV經過超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2&增益放大環節K1；輸出到整流器進行功率 放大（KA、TA)，忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VK受機端電壓Vt反饋作用后得到 空載直流電壓Ud(l，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵磁電壓EFD。
[0007] 上述機端電壓Vt反饋至空載直流電壓Ud。輸出端之前，Ud。的值受機端電壓影響， 符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發時空載直流電壓與機端電壓之間的相互關系。
[0008] 當晶閘管采用非完全余弦移相觸發方式時，整流器輸出的空載直流電壓與機端電 壓有關，而在現有的靜止自并勵IEEE標準模型中發現其整流器輸出的空載直流電壓與機 端電壓無關。基于這一發現，本發明在原有IEEE標準模型基礎上增加考慮了機端電壓的反 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方式下的靜止自并勵詳細模 型。本發明具有以下技術效果：
[0009] (1)本發明適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發的情況，符合現代微機勵磁系 統的需要，解決了現有靜止自并勵IEEE標準模型在應用中的局限性。
[0010] (2)本發明采用機端電壓反饋結構，不僅能夠充分反應機端電壓對整流器輸出電 壓的影響，且由于機端電壓的自適應作用，能夠在一定程度上提高系統的穩定性。
[0011] (3)本發明考慮了整流器換相壓降影響作用，進一步提高了模型的精確性，有利于 對實際系統進行精確仿真分析研究。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0013] 圖2為現有IEEE標準靜止自并勵勵磁系統模型圖。
[0014] 圖3為在IEEE基礎上考慮了整流器換相壓降的IEC模型圖。
[0015] 圖4為單機無窮大系統簡化模型圖。
[0016] 圖5為考慮比例式勵磁調節仿真對比結果圖。
[0017] 圖6為考慮慣性時間常數仿真對比結果圖。
[0018] 圖7為考慮超前滯后環節仿真對比結果圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面通過借助實例更加詳細地說明本發明，但以下實施例僅是說明性的，本發明 的保護范圍并不受這些實施例的限制。
[0020] 如圖1所示，本發明的靜止自并勵勵磁系統的模型，該模型包括有機端電壓測量 比較環節VMf、Vt，由超前滯后校正單元Ta/TB1，TC2/TB#P增益放大環節K一且成的勵磁控制 器，一階慣性環節模擬的勵磁功率單元，限幅環節VKMAX、VKMIN，機端電壓Vt反饋環節，整流器 換相壓降環節KCIFD以及勵磁電壓輸出EFD，機端電壓Vt與參考電壓V形成的電壓差量AV 經過超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2及增益放大環節KK輸出到整流器進行功率放大（KA、 TA)，忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VK受機端電壓Vt反饋作用后得到空載直流 電壓Ud(l，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵磁電壓EFD。
[0021] 上述機端電壓vt反饋至空載直流電壓ud。輸出端之前，ud。的值受機端電壓影響， 符合晶閘管采用非完全余弦移相觸發時空載直流電壓與機端電壓之間的相互關系。
[0022] 本發明中機端電壓與參考電壓形成的電壓差量經過超前滯后校正及綜合放大環 節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端電壓反饋作用 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磁電壓。
[0023] 在晶閘管采用非完全余弦移相觸發的情況下，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，在過零點觸發觸發脈沖，因此過零點對應的相角就是控 制角a。此時存在關系式：
【主權項】
1. 一種靜止自并勵勵磁系統的模型，其特征在于該模型包括有機端電壓測量比較環節 VMf、V t，由超前滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2和增益放大環節K k組成的勵磁控制器，一階慣 性環節模擬的勵磁功率單元，限幅環節νΚΜΑΧ、νΜΙΝ，機端電壓V t反饋環節，整流器換相壓降環 節KcIfd以及勵磁電壓輸出E FD，機端電壓Vt與參考電壓V 形成的電壓差量Λ V經過超前 滯后校正單元Ta/TB1，Te2/TB2及增益放大環節K κ輸出到整流器進行功率放大（Κ A、Ta)，忽略 電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓Vk受機端電壓V t反饋作用后得到空載直流電壓U d(l， 之后減去整流器換相壓降KcIfd的影響輸出勵磁電壓E FD。
2. 根據權利要求1所述的靜止自并勵勵磁系統的模型，其特征在于上述機端電壓V ,反 饋至空載直流電壓Ud。輸出端之前，U d。的值受機端電壓影響，符合晶閘管采用非完全余弦移 相觸發時空載直流電壓與機端電壓之間的相互關系。
【專利摘要】本發明提出了一種靜止自并勵勵磁系統詳細模型。包括有機端電壓測量比較環節Vref、Vt，由超前滯后校正單元TC1/TB1，TC2/TB2和增益放大環節KR組成的勵磁控制器，一階慣性環節模擬的勵磁功率單元，限幅環節VRMAX、VRMIN，機端電壓Vt反饋環節，整流器換相壓降環節KCIFD以及勵磁電壓輸出EFD，機端電壓Vt與參考電壓Vref形成的電壓差量ΔV經過超前滯后校正單元TC1/TB1，TC2/TB2及增益放大環節KR輸出到整流器進行功率放大（KA、TA），忽略電壓上下限幅影響，整流器輸出的電壓VR受機端電壓Vt反饋作用后得到空載直流電壓Ud0，之后減去整流器換相壓降KCIFD的影響輸出勵磁電壓EFD。本發明是一種能夠適用于晶閘管采用非完全余弦移相觸發方式下的靜止自并勵勵磁系統的模型，能提高現有模型的精確性。
【IPC分類】H02P9-30
【公開號】CN104579066
【申請號】CN201410742768
【發明人】陳剛, 孫海順, 洪潮, 喬嫣然, 柳勇軍, 王尊, 楊誠
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 華中科技大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月5日