RU2682917C2 - Система статического возбудителя для генераторов - Google Patents

Система статического возбудителя для генераторов Download PDF

Info

Publication number
RU2682917C2
RU2682917C2 RU2015117607A RU2015117607A RU2682917C2 RU 2682917 C2 RU2682917 C2 RU 2682917C2 RU 2015117607 A RU2015117607 A RU 2015117607A RU 2015117607 A RU2015117607 A RU 2015117607A RU 2682917 C2 RU2682917 C2 RU 2682917C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generators
excitation
generator
voltage
control device
Prior art date
Application number
RU2015117607A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015117607A (ru
RU2015117607A3 (ru
Inventor
Луис ДИЕС-МАРОТО
Луис РОУКО-РОДРИГЕС
Фидель ФЕРНАНДЕС-БЕРНАЛЬ
Идрисс ЭЛЬ-МЕРДУИ
Original Assignee
Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх filed Critical Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Publication of RU2015117607A publication Critical patent/RU2015117607A/ru
Publication of RU2015117607A3 publication Critical patent/RU2015117607A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682917C2 publication Critical patent/RU2682917C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/08—Synchronising of networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах статического возбудителя для управления напряжением возбуждения генераторов. Техническим результатом является управление устойчивостью в электросети, к которой подключено множество генераторов, выдающих электроэнергию в сеть. Система статического возбудителя содержит устройство управления для управления напряжением возбуждения обмотки возбуждения по меньшей мере двух генераторов, подключенных к энергосистеме через шину. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области генераторной техники. Оно относится в частности к системе статического возбудителя для управления напряжением возбуждения генераторов и к способу управления напряжением возбуждения генераторов.
Системы статического возбудителя для питания обмотки возбуждения, создающей магнитное поле возбуждения генератора и таким образом обеспечивающей возбуждение генератора, широко используются. Такие системы оценивают по их эксплуатационной надежности и короткому времени реакции. В случае повреждений в сети важно, чтобы генераторы, подключенные к сети, в частности синхронные генераторы, преимущественно используемые для генерирования энергии, оставались в синхронизме. Способность синхронных генераторов поддерживать синхронное функционирование в системе электросети называется динамической устойчивостью в энергосистеме. Динамическая устойчивость энергосистемы представляет собой комплексную проблему, которая охватывает множество явлений. В некоторых случаях локальные измерения в одном генераторе не отражают комплексность системных проблем, и нарушение в сети не может быть определено этим. Мониторинг и управление системными проблемами, помимо мониторинга и управления отдельными генераторами, могут быть осуществлены посредством недавно разработанных систем мониторинга переходных режимов (Wide Area Measurement System - WAMS).
Патент ЕР 1 805 887 В1 описывает усилитель возбуждения на основе ультраконденсатора для повышения динамической устойчивости синхронных генераторов в случае нарушений в сети. Такая система усилителя возбуждения более подробно описана ниже со ссылкой на фиг. 1. Однако введение усилителей возбуждения в генераторы, а также другие воздействия на сеть, и управление генераторами посредством напряжения на выводах могут снижать устойчивость энергосистемы. Обнаружено, что при возникновении нарушения в сети генераторы ускоряются. Кроме того, обнаружено, что роторы одних генераторов ускоряются по отношению к сравнительной величине, в то время как другие генераторы замедляются. Помимо прочего, применение систем усиления возбуждения в энергосистеме и таким образом оказание влияния на напряжение возбуждения ротора генератора может приводить к замедлению скорости ротора. Торможение роторов некоторых генераторов в системе подключенных генераторов увеличивает отклонение скорости по отношению к сравнительной величине. Данные отклонения скорости между скоростями роторов подключенных генераторов влияет на динамическую устойчивость всей энергосистемы.
Задачей настоящего изобретения является управление устойчивостью в электросети, в которой подключено множество генераторов, выдающих электроэнергию в сеть.
Данная задача решается посредством системы статического возбудителя по п. 1 и посредством способа по п. 7 формулы изобретения.
В соответствии с изобретением система статического возбудителя устанавливает напряжение возбуждения поля возбуждения роторов по меньшей мере двух генераторов. В частности, существует обычно подключенное множество генераторов в общей электросети, помимо двух генераторов. Благодаря данному средству уменьшаются отклонения скоростей роторов генераторов, подключенных к электросети. Таким образом, повышается динамическая устойчивость электросети. Система динамического возбуждения предусмотрена для каждого генератора для создания напряжения постоянного тока в обмотке возбуждения ротора генератора, система статического возбудителя подсоединена к обмотке возбуждения и вместе с обмоткой возбуждения образует схему возбудителя для выдачи электроэнергии в случае нарушения в энергосистеме, в частности падения напряжения в энергосистеме. В случае падения напряжения в энергосистеме напряжение возбуждения обмотки возбуждения увеличивается, чтобы компенсировать падение напряжения. Система статического возбудителя, устанавливающая напряжение возбуждения, может быть успешно применена к множеству генераторов, возбуждаемых посредством схемы возбудителя, подсоединенной к электросети. Для пояснения, обычно система возбудителя может работать регулируя либо напряжение возбуждения, либо ток возбуждения. Регулирование напряжения возбуждения осуществляется в так называемом режиме автоматического управления, что означает, что регулирование напряжения на выводах осуществляется в замкнутом контуре. Регулирование тока возбуждения осуществляется в так называемом режиме ручного управления, что означает, что напряжение на выводах определяется током возбуждения и характеристиками машины. В данном изобретении, рассматривается регулирование напряжения возбуждения.
Дополнительные примеры изобретения раскрыты в независимых пунктах формулы изобретения.
В другом примере изобретения система статического возбудителя увеличивает напряжение возбуждения генератора, который ускоряется относительно сравнительной величины, при этом система статического возбудителя не увеличивает напряжение возбуждения генератора, который замедляется относительно сравнительной величины. Таким образом, уменьшаются отклонения скоростей роторов генераторов, и повышается динамическая устойчивость. Сравнительная величина установлена равной величине, характерной для системы, содержащей несколько генераторов. Сравнительная величина скорости ротора представляет собой, в частности, центр инерции (COI), поскольку данная величина указывает состояние, в котором система работает в устойчивом режиме. Величина COI известна в существующем уровне техники. Кинетическая энергия, направленная к COI, обусловливает выведение генераторов из синхронизма.
Измеряемым электрическим параметром может быть скорость вращения роторов генераторов, угол поворота ротора генератора или мощность ускорения генераторов. В случае нарушений в энергосистеме упомянутые электрические параметры изменяются. В установившемся режиме угол выбега ротора и скорость вращения ротора постоянные. Данные электрические параметры зависят как от активной, так и от реактивной мощности, подаваемой генератором. Генератор работает устойчиво, когда изменение угла выбега и скорость вращения ротора постоянные.
Изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на примерные варианты осуществления и в соответствии с чертежами, из котором:
Фиг. 1 показывает упрощенную схему системы статического возбудителя в соответствии с существующим уровнем техники для применения устройства управления в соответствии с изобретением, причем упомянутая система статического возбудителя содержит электрическую емкость в качестве источника энергии, которая может быть подсоединена через переключатель, в направлении обратного смещения, к диоду в схеме возбудителя;
Фиг. 2 показывает кривые сигнала скоростей четырех генераторов в системе подключенных генераторов после нарушения в сети, причем по горизонтальной оси показано время в секундах, а по вертикальной оси зависимость скоростей вращения генераторов, показывающая отклонение скорости;
Фиг. 3 показывает блок-схему примера изобретения с двумя схематичными генераторами, подключенными через линии данных, вычислительным блоком сравнительной величины, системой динамического возбуждения, подсоединенной к генераторам, регистратором векторных измерений, передающим сигналы из системы динамического возбуждения в вычислительный блок, и подсоединением данных элементов к электросети через преобразователи;
Фиг. 4 показывает блок-схему примера изобретения с устройством управления, передающим сигнал через систему мониторинга переходных режимов (WAMS) в систему динамического возбуждения, подсоединенную к синхронному генератору, подключенному к сети.
Фиг. 1 показывает схему системы 20 статического возбудителя в соответствии с существующим уровнем техники. В такой системе 20 статического возбудителя, в качестве примера, может быть использовано устройство 1 управления в соответствии с изобретением, представленное на фиг. 4. На основе системы 20 статического возбудителя описаны нарушения в электросети, которые описанное ниже устройство 1 управления уменьшает. Система 20 статического возбудителя содержит генератор 16 с обмоткой 17 возбуждения, который подключен к энергосистеме 34 через шину 19 и трансформатор 11 машины. Обмотка 17 возбуждения запитывается током If возбуждения из системы 20 статического возбудителя, которая по существу включает в себя трансформатор 12 возбудителя, за которым следует тиристорный мост 18, который содержит тиристоры 21. Тиристорный мост 18 приводится в действие посредством автоматического регулятора 14 напряжения (AVR), который принимает в качестве входных переменных: с одной стороны через трансформатор 13 напряжения - напряжение генератора, приложенное к шине 19, и с другой стороны через трансформатор 15 тока - ток, протекающий в системе 20 возбудителя. Выходная сторона тиристорного моста 18 подсоединена к обмотке 17 возбуждения, которые вместе образуют схему возбудителя. В упомянутой схеме возбудителя диод 22 установлен в направлении прямого смещения. Заряжаемая емкость 23 может быть подсоединена через переключатель 24 параллельно с диодом 22, причем емкость 23 подсоединена в направлении обратного смещения диода 22. Емкость 23 может быть заряжена посредством зарядного блока 25, подсоединенного к емкости 23. Переключатель 24 может быть приведен в действие разными способами, как показано разными пунктирными линиями на фиг. 1. Во время обычной работы, диод 22 проводит ток If возбуждения, протекающий как постоянный ток, и не оказывает вообще никакого влияния на работу схемы возбудителя. Емкость 23, которая образована, например, из так называемых ультраконденсаторов или суперконденсаторов, поддерживается под заданном напряжением UCO конденсатора посредством зарядного блока 25. Полярность заряда конденсатора соответствует направлению обратного смещения диода 22. Описанная система 20 возбуждения может также называться усилителем возбуждения, содержащим существенные признаки диода 22 и подсоединенной с нему емкости 23, снабжающим энергией схему возбудителя в течение короткого времени в случае падений напряжения в электросети. Если напряжение на выводах генератора 16 ниже нижнего порогового напряжения, то переключатель 24 включен и напряжение емкости 23 прикладывается к обмотке 17 возбуждения. Если же напряжение на выводах генератора 16 выше верхнего порогового напряжения, то переключатель 24 выключен. В этом случае напряжение возбуждения повышается посредством системы 20 возбуждения, например, когда в электросети возникают короткие замыкания и соответственно падает напряжение на стороне генератора. Когда переключатель 24 замкнут, напряжение UC емкости дополнительно подключается последовательно с напряжением, выдаваемым из тиристорного моста 18, таким образом, приводя к значительно более высокому напряжению Uf возбуждения, приложенному к обмотке 17 возбуждения. При этом диод 22 становится обратносмещенным, и ток ID диода падает до нуля. В приведенном ниже описании, для упрощения, принимается постоянный (зафиксированный) угол управления для тиристорного моста 18. Благодаря повышенному напряжению Uf возбуждения, ток If возбуждения начинает увеличиваться, замедляемый индуктивностью обмотки 17 возбуждения. Включение переключателя 24 может быть вызвано напряжением на трансформаторе 13 напряжения, падающем ниже заданной предельной величины (пунктирное соединение (а) на фиг. 1). Это позволяет увеличить питание схемы возбудителя посредством энергии, хранимой в емкости 23, когда напряжение энергосистемы падает. В то время как энергия подается в схему возбудителя, емкость 23 непрерывно разряжается, пока напряжение Uc емкости не становится равным нулю. Затем диод 22 начинает снова проводить, и сохраняется нормальное питание возбудителя. Способ работы AVR может оставаться неизменным. Кроме того, дополнительное питание емкости осуществляется посредством регистрации тока возбудителя, который всегда имеется в AVR. Требуемый сдвиг напряжения достигается посредством предварительной зарядки емкости 23. Зарядное напряжение может в два или более раз, в частности в три или более раз, превышать номинальную величину напряжения возбудителя. Требуемая длительность поддержки устанавливается посредством величины емкости. Установленное время поддержки изменяется в пределах от 1 до 20 с. Как уже было упомянуто выше, для образования емкости 23 используются, например, ультраконденсаторы или суперконденсаторы. Ультраконденсаторы, такие как ультраконденсаторы, которые, например, обладают емкостью 2600 или 2700 Ф при номинальном напряжении 2,5 В. В качестве примера, диод 22 установлен как дисковый диод. Нарушение приводит к внутреннему короткому замыканию, которое не оказывает влияния на работу системы 20 возбудителя. Переключатель 24 может быть снабжен плавкой перемычкой, соединенной последовательно, чтобы обеспечить защиту от подсоединения к дефектному диоду.
Фиг. 2 в качестве примера показывает сигналы системы четырех генераторов 16 после нарушения в сети, причем генераторы 16 подсоединены через линии связи, обычно образующие систему мониторинга переходных режимов (WAMS), измеряющую параметры подключенных генераторов и передающую результаты данных измерений. По горизонтальной оси показано время в секундах, а по вертикальной оси - зависимость скоростей вращения генераторов 16, показывающая отклонение скорости. Как можно видеть на фиг. 2, соотношения отклонений скорости четырех генераторов 16 составляют до 2,5⋅10-3 в данном примере, в котором система 20 статического возбудителя не стабилизирует систему генераторов 16. Система 20 статического возбудителя, раскрытая в данном документе, уменьшает различия в скорости между генераторами 16 и таким образом уменьшает отклонение по отношению к сравнительной величине. Необходимо отметить, что два генератора 16 ускоряются в некоторые моменты времени, тогда как другие два генератора 16 замедляются, при этом ускорения и замедления чередуются. Как описано ниже, скорость вращения роторов генераторов 16 измеряется. Упомянутая скорость вращения может выявлять нарушение в электросети, в частности, когда сравниваются несколько скоростей вращения, как здесь. Кроме того, данные о скорости вращения могут быть использованы как входные сигналы для устройства 1 управления, которое описано ниже.
Фиг. 3 показывает блок-схему с двумя схематичными генераторами 16, подключенными к системе 28 динамического возбуждения. Генераторы 16 показаны схематично, при этом система 28 динамического возбуждения в данном примере содержит биполярный транзистор 48 с изолированным затвором (IGBT), емкость 23 и диод 22, показанные на фиг. 4. Система 28 динамического возбуждения является частью системы 20 статического возбудителя, подробно описанной выше со ссылкой на фиг. 1. Система 28 динамического возбуждения содержит устройство 1 управления, которое более подробно описано со ссылкой на фиг. 4. Система 28 динамического возбуждения подсоединена к тиристорному мосту 18, показанному на фиг. 3 в виде единого блока. По аналогии с фиг. 1, каждый тиристорный мост 18 подсоединен к электросети через трансформатор 11 или 11', соответственно. Кроме того, линии данных снабжают вычислительный блок 40 от трансформатора 12 возбудителя через регистратор векторных измерений (PMU) 38. Вычислительный блок 40 вычисляет сравнительную величину как входной сигнал для устройства 1 управления. В данном примере вычислительный блок 40 принимает сигналы электрического параметра или электрических параметров из двух генераторов 16, для упрощения, при этом может быть использована система с рядом генераторов 16, подключенных и передающих сигналы в вычислительный блок 40. Вычисленная сравнительная величина характеризует состояние, в котором система подключенных генераторов 16 находится в устойчивом состоянии, учитывая устойчивость сети. Сравнительная величина также называется центром инерции (COI) сети. Вышеописанные элементы подсоединены к электросети через трансформаторы 11, 11' машины, генераторы 16 обычно подключены к сети через электрические соединения, вычислительный блок 40 подсоединен через телекоммуникационные линии к системе мониторинга переходных режимов (WAMS), выдающей данные относительно динамической устойчивости системы электроснабжения. Эти данные особенно полезны для управления нарушениями в электросети.
Фиг. 4 показывает блок-схему примера изобретения с устройством 1 управления, передающим сигнал через систему мониторинга переходных режимов (WAMS). Таким образом, устройство 1 управления расположено на расстоянии от большинства генераторов 16, подключенных к WAMS, и принимает и передает сигналы из и в WAMS, соответственно. Входной сигнал xi, поступающий в устройство 1 управления, представляет собой сигнал, полученный из напряжения и тока на выводах генератора 16, подключенного к WAMS, к которой подсоединено устройство 1 управления. Шина 19, показанная на фиг. 1, образует часть WAMS. Второй входной сигнал xCOI, поступающий в устройство 1 управления, приходит из вычислительного блока 40, снабжаемого посредством регистратора векторных измерений (PMU) 38, и прибавляется к сигналу xi в суммирующем элементе 42. PMU 38 представляет собой измерительное устройство, которое обеспечивает измерения фазного угла напряжения, синхронизированные с общим генератором частоты. Сигнал xCOI учитывает разные вклады каждого синхронного генератора 16 в динамическую устойчивость общей энергосистемы, обычно содержащей несколько генераторов 16. В альтернативном примере сигналы, передаваемые в суммирующий элемент 42, представляют собой сигналы, выявляющие отклонение скорости. В данном альтернативном варианте первый сигнал представляет собой отклонение скорости роторного генератора, второй сигнал представляет собой отклонение скорости сравнительной величины, полученной из скорости ряда подключенных генераторов 16. Сигнал из суммирующего элемента 42 передается в контроллер 43, в котором принимается решение о приведении в действие системы 28 динамического возбуждения. За контроллером 43 подсоединен широтно-импульсный модулятор (PWM) 44, принимающий также сигнал Vcap из системы 28 динамического возбудителя. Выход PWM 44 подсоединен к драйверу 46, приводящему в действие систему 28 динамического возбудителя. Система 28 динамического возбудителя в данном примере содержит диод 22, соединенный параллельно с емкостью 23 с IGBT в качестве переключателя 24, содержащего безынерционный диод 31, подсоединенный между коллектором и эмиттером IGBT. Напряжение, хранящееся в емкости 23, добавляется в обмотку 17 возбуждения, когда возникает нарушение. По аналогии с конфигурацией фиг. 3, тиристорный мост 18, здесь состоящий из шести тиристоров, подсоединен к стороне эмиттера IGBT. Выход тиристорного моста 18 подсоединен к обмотке 17 возбуждения синхронного генератора, как описано со ссылкой на фиг. 1, каковой генератор 16 также подсоединен к системе 28 динамического возбудителя. Данные соединения являются основой напряжения возбуждения подключенного генератора 16. Тиристорный мост 18 дополнительно содержит три выхода, соответствующие трем фазам тока, подсоединенным к сети через трансформатор 12 возбудителя. Устройство 1 управления модулирует напряжение емкости 23, в данном примере ультраконденсатора, посредством коммутации транзисторной схемы 48, показанной на фиг. 4, которая подобна твердотельному переключателю 24 системы 20 статического возбудителя, показанному на фиг. 1. Напряжение возбуждения каждого из подключенных генераторов 16 может быть увеличено при необходимости. Это может быть необходимо, когда уменьшение напряжения на выводах генератора 16, обусловленное нарушениями, приводит к уменьшению напряжения возбуждения и соответственно к уменьшению электромагнитного момента, прикладываемого машиной к ротору некоторого генератора 16. При этом, поскольку механический момент от турбины, подсоединенной к генератору 16, остается почти постоянным, ротор ускоряется. Явления ускорения и замедления роторов генераторов описаны со ссылкой на фиг. 2. В описанном примере напряжение возбуждения подключенных генераторов 16, оборудованных системой 20 статического возбудителя, содержащей систему 28 динамического возбуждения, также называемую усилителем, увеличивается. Устройство 1 управления увеличивает напряжение возбуждения генераторов 16, которые ускоряются по отношению к сравнительной величине, при этом устройство 1 управления не выдает дополнительное напряжение в генераторы 16, замедляющиеся по отношению к сравнительной величине. Эффект этого заключается в том, что динамическая устойчивость системы, образованной преимущественно посредством множества генераторов 16, повышается. Устройство 1 управления выполнено с возможностью уменьшения отклонений скорости в сравнении со сравнительной величиной для каждого генератора 16. При этом уменьшаются только отклонения скорости, вызывающие выведение системы из нескольких генераторов 16 из синхронизма, которые пропорциональны переходной кинетической энергии. Таким образом, устройство 1 управления способствует устойчивости системы генераторов посредством учета состояния устойчивости системы генераторов, снабжаемой данными дистанционных измерений через шины 19.
Описанная система 20 статического возбудителя гарантирует непрерывность и качество электроснабжения. Любой вид повреждения в сети не приводит к потере динамической устойчивости подключенных генераторов 16. Повышается способность генератора 16 оставаться подключенным к сети в случае внешнего нарушения. Данная необходимость особенно полезна в связи с сетевыми стандартами, определяющими официальные требования к сетевым требованиям. Кроме того, продемонстрировано, что система статического возбудителя, раскрытая в данном документе, сокращает критическое время отключения после серьезного нарушения в системе генераторов 16.
Хотя изобретение описано подробно со ссылкой на примерные варианты его осуществления, для специалиста в данной области техники будет понятно, что могут быть выполнены различные изменения и использованы эквиваленты без отхода от объема изобретения. Вышеприведенное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения представлено с целью пояснения и описания. Его не следует рассматривать как исчерпывающее или ограничивающее изобретение раскрытым точным видом, и модификации и изменения возможны с учетом упомянутых идей или могут быть обнаружены из практики изобретения. Варианты осуществления были выбраны и описаны для объяснения принципов изобретения и его практического применения, чтобы позволить специалисту в данной области техники использовать изобретение в разных вариантах осуществления в соответствии с предполагаемым конкретным использованием. Это надо понимать в том смысле, что объем изобретения определяется пунктами прилагаемой формулы изобретения и их эквивалентами.
Перечень ссылочных позиций
1 Устройство управления
11, 11' Трансформатор машины
12 Трансформатор возбудителя
13 Трансформатор напряжения
14 Автоматический регулятор напряжения (AVR)
15 Трансформатор тока
16 Генератор
17 Обмотка возбуждения
18 Тиристорный мост
19 Шина (генератор)
20 Система статического возбудителя
21 Тиристор
22 Диод
23 Емкость
24 Переключатель
25 Зарядный блок
26 Приемник
27 Антенна
28 Система динамического возбудителя
34 Энергосистема
38 Регистратор векторных измерений (PMU)
40 Вычислитель
42 Суммирующий элемент
43 Контроллер
44 Широтно-импульсный модулятор
46 Драйвер
48 Транзисторная схема
If Ток возбуждения
IC Ток конденсатора
UC Напряжение на конденсаторе

Claims (9)

1. Система (20) статического возбудителя, содержащая устройство (1) управления для управления напряжением возбуждения обмотки (17) возбуждения по меньшей мере двух генераторов (16), подключенных к энергосистеме (34) через шину (19) для измерения электрического параметра указанных по меньшей мере двух генераторов (16), причем устройство (1) управления приводит в действие систему (20) статического возбудителя, которая предназначена для каждого генератора (16) для создания напряжения постоянного тока в обмотке (17) возбуждения ротора генератора, причем система (20) статического возбудителя подсоединена к обмотке (17) возбуждения и вместе с обмоткой (17) возбуждения образует схему возбудителя для выдачи электроэнергии путем увеличения напряжения возбуждения обмотки (17) возбуждения в случае нарушения в энергосистеме или падения напряжения в энергосистеме, причем вычислительный блок (40) выдает сигналы в устройство (1) управления, при этом устройство (1) управления увеличивает напряжение возбуждения генератора (16), который ускоряется относительно сравнительной величины, вычисленной вычислительным блоком (40), при этом устройство (1) управления не увеличивает напряжение возбуждения генератора (16), который замедляется относительно сравнительной величины, вычисленной вычислительным блоком (40).
2. Система (20) статического возбудителя по п. 1, отличающаяся тем, что энергосистема (34) и шина (19) являются частью системы мониторинга переходных режимов.
3. Система (20) статического возбудителя по п. 1, отличающаяся тем, что входные сигналы, вводимые в устройство (1) управления, представляют собой первый - напряжение возбуждения одного генератора (16) и второй - сравнительную величину, полученную из напряжений всех подключенных генераторов (16).
4. Система (20) статического возбудителя по п. 1, отличающаяся тем, что входные сигналы, вводимые в устройство (1) управления, представляют собой первый - отклонение скорости одного генератора (16) и второй - сравнительную величину, полученную из отклонений скорости указанных по меньшей мере двух подключенных генераторов (16).
5. Способ управления напряжением возбуждения по меньшей мере двух генераторов (16), включающий этапы подключения генераторов (16) к энергосистеме (34) через шину (19), измерения параметра генераторов (16) и регулирования напряжений возбуждения генераторов (16) в зависимости от указанного измеренного параметра, увеличения напряжения возбуждения генератора (16), который ускоряется относительно сравнительной величины, вычисленной вычислительным блоком (40), и уменьшения напряжения возбуждения генератора (16), который замедляется относительно сравнительной величины, вычисленной вычислительным блоком (40).
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что подлежащий измерению параметр генераторов (16) представляет собой скорость вращения роторов генераторов (16).
7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что подлежащий измерению параметр генераторов (16) представляет собой угол поворота ротора генератора.
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что подлежащий измерению параметр генераторов (16) представляет собой мощность ускорения генераторов (16).
9. Способ по п. 5, отличающийся этапами приведения в действие системы (20) статического возбудителя с системой (28) динамического возбуждения, причем система (20) статического возбудителя предназначена для каждого генератора (16) для создания напряжения постоянного тока в обмотке (17) возбуждения ротора генератора и управления каждой системой (20) возбудителя посредством устройства (1) управления.
RU2015117607A 2014-05-12 2015-05-08 Система статического возбудителя для генераторов RU2682917C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14167894.6A EP2945278B1 (en) 2014-05-12 2014-05-12 Static exciter system for generators
EP14167894.6 2014-05-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015117607A RU2015117607A (ru) 2016-11-27
RU2015117607A3 RU2015117607A3 (ru) 2018-10-09
RU2682917C2 true RU2682917C2 (ru) 2019-03-22

Family

ID=50685808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117607A RU2682917C2 (ru) 2014-05-12 2015-05-08 Система статического возбудителя для генераторов

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9735719B2 (ru)
EP (1) EP2945278B1 (ru)
CN (1) CN105099306B (ru)
CA (1) CA2891065C (ru)
RU (1) RU2682917C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752780C1 (ru) * 2020-12-15 2021-08-03 Общество с ограниченной ответственностью «ТРАНСМАШ» Программно-аппаратные решения по управлению IGBT модулями на основе драйвера на микроконтроллере
RU2758996C1 (ru) * 2020-12-29 2021-11-08 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Способ управления трехфазным синхронным генератором

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10027119B2 (en) 2016-05-28 2018-07-17 PXiSE Energy Solutions, LLC Decoupling synchrophasor based control system for multiple distributed energy resources
US10615604B2 (en) 2016-05-28 2020-04-07 PXiSE Energy Solutions, LLC Decoupling synchrophasor based control system for distributed energy resources
US10452032B1 (en) 2016-09-08 2019-10-22 PXiSE Energy Solutions, LLC Optimizing power contribution of distributed energy resources for real time power demand scheduling
US10599175B1 (en) 2017-02-28 2020-03-24 PXiSE Energy Solutions, LLC Time synchronized frequency and voltage regulation of electric power balancing areas
CN107643487A (zh) * 2017-10-31 2018-01-30 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种测试发电机转子时间常数的实用装置及方法
US10990072B2 (en) 2017-11-28 2021-04-27 PXiSE Energy Solutions, LLC Maintaining power grid stability using predicted data
CN108590857B (zh) * 2018-04-17 2022-05-13 章礼道 变速同步电机驱动压气机的重型燃气轮机
US11056912B1 (en) 2021-01-25 2021-07-06 PXiSE Energy Solutions, LLC Power system optimization using hierarchical clusters
CN116404924B (zh) * 2023-06-09 2023-09-08 南方电网调峰调频发电有限公司检修试验分公司 一种励磁系统的控制参数调节设备、方法、装置及介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62285698A (ja) * 1986-06-04 1987-12-11 Hitachi Ltd 車両用交流発電機
RU2095935C1 (ru) * 1996-04-18 1997-11-10 П "Сургутгазпром" Устройство возбуждения синхронных машин
WO2008012853A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Piero Godio Synchronous electric generator
US7345457B2 (en) * 2006-01-06 2008-03-18 General Electric Company Brushless exciters using a high temperature superconducting field winding
WO2009045058A2 (en) * 2007-10-04 2009-04-09 Kyungsung University Industry Cooperation Foundation System and method for directly and instantaneously controlling exciter of generator
RU2375812C2 (ru) * 2004-10-28 2009-12-10 Альстом Текнолоджи Лтд Система статического возбудителя для генератора и способ ее работы
EP2293432A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-09 Alstom Technology Ltd Static exciter of an electric generator, method for retrofitting and method for operating the same
US8275488B2 (en) * 2008-01-31 2012-09-25 Basler Electric Co. Digital excitation control system utilizing swarm intelligence and an associated method of use

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE321028B (ru) * 1965-06-29 1970-02-23 Asea Ab
US4701690A (en) * 1985-11-27 1987-10-20 Basler Electric Company Transfer apparatus, regulating apparatus and methods
US4743814A (en) * 1987-02-06 1988-05-10 Sankey Edwin W Static power conversion for adding DC motors
EP0989667A4 (en) 1998-04-09 2002-03-20 Mitsubishi Electric Corp Device for exciting a generator
US8058753B2 (en) * 2008-10-31 2011-11-15 General Electric Company Wide area transmission control of windfarms
US8912672B2 (en) * 2009-05-20 2014-12-16 Cummins Power Generator IP, Inc. Control of an engine-driven generator to address transients of an electrical power grid connected thereto
CN102460950B (zh) * 2009-05-20 2015-08-19 康明斯发电Ip公司 用于处理电气负载瞬变、电气故障和电网瘫痪的装置、系统和方法
ES2399781T3 (es) * 2009-07-30 2013-04-03 Alstom Technology Ltd Excitador estático de una bobina de campo y método para hacerlo funcionar
CN103577691B (zh) * 2013-10-30 2016-09-28 国家电网公司 一种电网仿真中孤立电网频率计算方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62285698A (ja) * 1986-06-04 1987-12-11 Hitachi Ltd 車両用交流発電機
RU2095935C1 (ru) * 1996-04-18 1997-11-10 П "Сургутгазпром" Устройство возбуждения синхронных машин
RU2375812C2 (ru) * 2004-10-28 2009-12-10 Альстом Текнолоджи Лтд Система статического возбудителя для генератора и способ ее работы
US7345457B2 (en) * 2006-01-06 2008-03-18 General Electric Company Brushless exciters using a high temperature superconducting field winding
WO2008012853A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Piero Godio Synchronous electric generator
WO2009045058A2 (en) * 2007-10-04 2009-04-09 Kyungsung University Industry Cooperation Foundation System and method for directly and instantaneously controlling exciter of generator
US8275488B2 (en) * 2008-01-31 2012-09-25 Basler Electric Co. Digital excitation control system utilizing swarm intelligence and an associated method of use
EP2293432A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-09 Alstom Technology Ltd Static exciter of an electric generator, method for retrofitting and method for operating the same
US20110057631A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-10 Luca Dalessandro Static exciter of an electric generator, method for retrofitting, and method for operating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752780C1 (ru) * 2020-12-15 2021-08-03 Общество с ограниченной ответственностью «ТРАНСМАШ» Программно-аппаратные решения по управлению IGBT модулями на основе драйвера на микроконтроллере
RU2758996C1 (ru) * 2020-12-29 2021-11-08 Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") Способ управления трехфазным синхронным генератором

Also Published As

Publication number Publication date
CA2891065C (en) 2023-03-14
CA2891065A1 (en) 2015-11-12
RU2015117607A (ru) 2016-11-27
EP2945278B1 (en) 2021-03-03
CN105099306B (zh) 2019-06-21
CN105099306A (zh) 2015-11-25
US9735719B2 (en) 2017-08-15
EP2945278A1 (en) 2015-11-18
US20150326160A1 (en) 2015-11-12
RU2015117607A3 (ru) 2018-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2682917C2 (ru) Система статического возбудителя для генераторов
Sun et al. A control algorithm for electric vehicle fast charging stations equipped with flywheel energy storage systems
Gkavanoudis et al. A combined fault ride-through and power smoothing control method for full-converter wind turbines employing supercapacitor energy storage system
US8970159B2 (en) Method for compensating instantaneous power failure in medium voltage inverter and medium voltage inverter system by using the same
US9281761B2 (en) Control scheme for current balancing between parallel bridge circuits
CN104604068A (zh) 用于保护电机的系统和方法
US20140265596A1 (en) Method and apparatus for islanding detection for grid tie converters
EP3079217A1 (en) Method for detecting islanding in grid connected power generation systems and related dc/ac converter apparatus
EP2955833B1 (en) Method for voltage dip compensation of inverter
CN107979096A (zh) 一种大型调相机启动并网过程中的励磁控制方法
CN101989830B (zh) 励磁绕组的静态励磁器及其操作方法
KR101196729B1 (ko) 마이크로그리드의 동기 투입을 능동적으로 제어하기 위한 장치 및 그 방법
JP6346685B2 (ja) 電動機駆動式発電装置及び回転形系統安定化装置
CN109995068A (zh) 故障穿越控制装置和方法
US20210118611A1 (en) Variable speed generator/motor device
CN108123464A (zh) 一种储能系统的微网平滑切换控制方法
KR101414887B1 (ko) 멀티 레벨 인버터 및 그 구동방법
KR102545247B1 (ko) 철도 신호용 전력 공급 장치 및 방법
WO2021205700A1 (ja) 電力変換装置
CN106849306A (zh) 一种用于列车的自供电电源
CN104428158A (zh) 交流电车的控制装置
AU2020289221A1 (en) Methods of operating doubly-fed induction generator systems
JP2016096703A (ja) 同期機の励磁装置、初期励磁回路、および同期機の励磁方法
Patel et al. Power-Loss Ride-Through with Reduced Number of Voltage Sensors in a Cascaded H-Bridge Inverter fed Vector Controlled Induction Motor Drive
Li et al. Research on Coordination Stability Control of Multi-Converter in Hybrid Power Distribution Network