一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)及其無功補(bǔ)償與有功平衡的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)及其無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，包括三相交流勵(lì)磁繞組、電壓源型逆變器、超級(jí)電容和電壓源型整流器。超級(jí)電容，用于向電壓源型逆變器提供能量，并能維持電壓源型逆變器的電壓水平。電壓源型整流器，用于從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，將電網(wǎng)側(cè)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，向超級(jí)電容和電壓源型逆變器提供有功，同時(shí)將無功功率送往電網(wǎng)。電壓源型逆變器，用于將電壓源型整流器輸送來的直流電逆變?yōu)槿噢D(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組所需要的三相交流勵(lì)磁電流。采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，通過控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使調(diào)相機(jī)吸收一部分線路發(fā)生短路故障時(shí)電網(wǎng)中多余的能量，其慣性較強(qiáng)，有利于電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定；另外無功補(bǔ)償能力及暫態(tài)性能更好。
【專利說明】
一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)及其無功補(bǔ)償與有功平衡的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓輸電系統(tǒng)中的調(diào)相機(jī)，特別是一種異步勵(lì)磁的綜合調(diào)相機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于電力的需求日益增大，而我國資源分布的不平衡性使得長(zhǎng)距離輸電成為一種必然。然而傳統(tǒng)的長(zhǎng)距離高壓交流輸電系統(tǒng)存在種種弊端，在高壓直流輸電系統(tǒng)中幾乎不存在，故而高壓直流輸電成為一種趨勢(shì)。雖然高壓直流輸電系統(tǒng)的輸電線路本身不會(huì)消耗無功，但是高壓直流輸電的換流站由于大量采用電力電子設(shè)備，仍然會(huì)消耗大量無功。此外，高壓直流輸電的大量投入，也使得電網(wǎng)的固有慣性變小，抗擾動(dòng)能力降低。因此，即使是高壓直流輸電系統(tǒng)，也存在無功補(bǔ)償?shù)膯栴}。
[0003]我國當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，已經(jīng)開始逐步的使用靜止無功補(bǔ)償裝置(主要是SVC)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)調(diào)相機(jī)，這是因?yàn)殡m然傳統(tǒng)調(diào)相機(jī)容量大，性能可靠，但是動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力差，而SVC貝■夠做到快速響應(yīng)。STATC0M相比SVC容量更大，更重要的是因?yàn)椴捎昧巳仄骷蘒GBTi而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)、響應(yīng)時(shí)間更短。雖然當(dāng)前也有眾多關(guān)于靜止無功補(bǔ)償裝置的研究，但是幾乎沒有將調(diào)相機(jī)和更先進(jìn)的STATC0M 二者聯(lián)合起來投入使用的先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)，該異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)具有更強(qiáng)的無功補(bǔ)償、有功平衡能力和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力。
[0005 ]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種異步勵(lì)磁的綜合調(diào)相機(jī)，包括三相交流勵(lì)磁繞組、電壓源型逆變器、超級(jí)電容和電壓源型整流器。
[0006]三相交流勵(lì)磁繞組包括三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和定子繞組，三相交流勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁方式為異步勵(lì)磁。
[0007]定子繞組與電網(wǎng)側(cè)母線相連接，三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組與電壓源型逆變器的一端相串聯(lián)，電壓源型逆變器的另一端與超級(jí)電容相并聯(lián)。
[0008]電壓源型整流器的一端與電網(wǎng)側(cè)母線相連接，電壓源型整流器的另一端也與超級(jí)電容相并聯(lián)。
[0009]超級(jí)電容，用于向電壓源型逆變器提供能量，并能維持電壓源型逆變器的電壓水平。
[0010]電壓源型整流器，用于從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，將電網(wǎng)側(cè)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，向超級(jí)電容和電壓源型逆變器提供有功，同時(shí)將無功功率送往電網(wǎng)。
[0011 ]電壓源型逆變器，用于將電壓源型整流器輸送來的直流電逆變?yōu)槿噢D(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組所需要的三相交流勵(lì)磁電流。
[0012]綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子與調(diào)相機(jī)控制器相連接，調(diào)相機(jī)控制器能對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對(duì)電網(wǎng)的有功功率進(jìn)行平衡。
[0013]當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，有功功率將從綜合調(diào)相機(jī)流向電壓源型整流器，即向電網(wǎng)輸出有功；當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，有功功率將從電壓源型整流器流向綜合調(diào)相機(jī)，即吸收電網(wǎng)多余有功功率。
[0014]所述定子繞組和電壓源型整流器均能向電網(wǎng)輸送無功功率，其中，定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率為Ql，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送的無功功率為Q2。
[0015]本發(fā)明還提供一種采用異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，該一種采用異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法具有更強(qiáng)的無功補(bǔ)償、有功平衡能力和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力。
[0016]—種采用異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，包括如下步驟: 第一步，電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)檢測(cè):當(dāng)電網(wǎng)某處出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)相機(jī)控制器將接收到故障信息，并檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)，該電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)包括電網(wǎng)電壓下降和綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化;此時(shí)，綜合調(diào)相機(jī)將由穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)至?xí)簯B(tài)運(yùn)行。
[0017]第二步，平衡電網(wǎng)有功功率:調(diào)相機(jī)控制器檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)后，將指令綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子降低轉(zhuǎn)速，吸收電網(wǎng)多余有功，進(jìn)行電網(wǎng)有功功率平衡。
[0018]第三步，電網(wǎng)無功補(bǔ)償:電壓源型逆變器將根據(jù)需求增大綜合調(diào)相機(jī)中三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，保持定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率Ql正常；同時(shí)，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送無功功率Q2，維持電網(wǎng)電壓水平。
[0019]第四步，故障切除信號(hào)接收:在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，調(diào)相機(jī)控制器若未接收到故障切除信號(hào)，則繼續(xù)第二步至第三步，直至接收到故障切除信號(hào)為止。
[0020]第五步，轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行:當(dāng)調(diào)相機(jī)控制器接收到故障切除信號(hào)后，電網(wǎng)電壓恢復(fù)，調(diào)相機(jī)控制器將指令綜合調(diào)相機(jī)中的電壓源型逆變器逐漸減小勵(lì)磁電流，直至各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)到故障之前，即轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
[0021 ]所述第三步中，電壓源型整流器在向電壓源型逆變器提供能量的同時(shí)，以增發(fā)無功功率Q2的形式維持電網(wǎng)電壓恒定。
[0022]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)與方法后，具有如下有益效果:
1.上述電壓源型整流器，不僅能夠?yàn)槿噢D(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組穩(wěn)定供電，同時(shí)也能夠向電網(wǎng)輸送無功功率，提高了綜合調(diào)相機(jī)的無功補(bǔ)償能力；并且電壓源型整流器可以增大電力系統(tǒng)阻尼，抑制電力系統(tǒng)中的震蕩。
[0023]2.上述電壓源型逆變器能夠向三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組直接供電，能夠根據(jù)需求改變?nèi)嘟涣鲃?lì)磁電流的大小，使得本調(diào)相機(jī)有更好的靈活性。
[0024]3.通過對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，能夠達(dá)到利用調(diào)相機(jī)對(duì)有功功率進(jìn)行平衡的效果，使得本調(diào)相機(jī)較傳統(tǒng)常規(guī)調(diào)相機(jī)有更好的性能。
【附圖說明】
[0025]圖1顯示了本發(fā)明一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2顯示了本發(fā)明異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡方法的控制框圖。
[0027]其中有:
I.三相交流勵(lì)磁繞組；11.三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；12.定子繞組； 2.電網(wǎng)側(cè)母線;3.電壓源型逆變器;4.超級(jí)電容;5.電壓源型整流器。
[0028]另外，圖2中所涉及字符定義如下:
P:表不電網(wǎng)故障狀態(tài)中的輸送有功功率。
[0029]f:表示電網(wǎng)故障狀態(tài)中的頻率。
[0030]Q:表示電網(wǎng)故障狀態(tài)中的輸送無功功率。
[0031]U’:表示電網(wǎng)故障狀態(tài)下的電壓。
[0032]Pl:表示調(diào)相機(jī)吸收電網(wǎng)多余有功功率后的輸送有功功率。
[0033]f I:表示調(diào)相機(jī)吸收電網(wǎng)多余有功功率后的電網(wǎng)頻率。
[0034]U:表示調(diào)相機(jī)向電網(wǎng)增發(fā)無功功率后的電網(wǎng)電壓。
[0035]Δ p:表示調(diào)相機(jī)吸收電網(wǎng)多余有功功率后的Pl與原功率P的差值。
[0036]Δ f:表示調(diào)相機(jī)吸收電網(wǎng)多余有功功率后的電網(wǎng)頻率f I與原頻率f的差值。
[0037]AU:表示調(diào)相機(jī)向電網(wǎng)增發(fā)無功功率后的電網(wǎng)電壓U與原電壓U’的差值。
[0038]PI:表示PI算法，即比例和積分算法，為自動(dòng)控制中常用的控制策略。
[0039]ωΟ:表示工頻下的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，通常取3000r/min。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0041 ]如圖1所示，一種異步勵(lì)磁的綜合調(diào)相機(jī)，包括三相交流勵(lì)磁繞組1、電壓源型逆變器3、超級(jí)電容4和電壓源型整流器5。
[0042]三相交流勵(lì)磁繞組包括三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組11和定子繞組12，三相交流勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁方式為異步勵(lì)磁。
[0043]定子繞組與電網(wǎng)側(cè)母線2相連接，三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組與電壓源型逆變器的一端相串聯(lián)，電壓源型逆變器的另一端與超級(jí)電容相并聯(lián)。
[0044]電壓源型整流器的一端與電網(wǎng)側(cè)母線相連接，電壓源型整流器的另一端也與超級(jí)電容相并聯(lián)。
[0045]超級(jí)電容，用于向電壓源型逆變器提供能量，并能維持電壓源型逆變器的電壓水平。超級(jí)電容為能量元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0046]電壓源型整流器，用于從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，將電網(wǎng)側(cè)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，向超級(jí)電容和電壓源型逆變器提供有功，同時(shí)將無功功率送往電網(wǎng)。
[0047]本申請(qǐng)中，電壓源型整流器也即為圖2中的STATCOM。
[0048]STATCOM也即靜止同步補(bǔ)償器，既是重要的無功補(bǔ)償設(shè)備，其自身也是一種整流器。在本專利中，STATCOM作為電壓源型整流器使用，與超級(jí)電容等相連接。整流是其主要作用，同時(shí)也具有補(bǔ)償無功的作用。
[0049]電壓源型整流器產(chǎn)生的直流電流的大小與開關(guān)器件的通斷周期(S卩PWM波的占空比)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)由于此處的電壓源型整流器本身就是STATC0M，開關(guān)器件的通斷周期自然會(huì)影響其補(bǔ)發(fā)無功功率Q2的大小。
[0050]電壓源型逆變器，也即為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流控制器，用于將電壓源型整流器輸送來的直流電逆變?yōu)槿噢D(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組所需要的三相交流勵(lì)磁電流。
[0051]綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子與調(diào)相機(jī)控制器相連接，調(diào)相機(jī)控制器能對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對(duì)電網(wǎng)的有功功率進(jìn)行平衡。
[0052]當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，有功功率將從綜合調(diào)相機(jī)流向電壓源型整流器，即向電網(wǎng)輸出有功；當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，有功功率將從電壓源型整流器流向綜合調(diào)相機(jī)，即吸收電網(wǎng)多余有功功率。
[0053]所述定子繞組和電壓源型整流器均能向電網(wǎng)輸送無功功率，其中，定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率為Ql，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送的無功功率為Q2。
[0054]如圖2所示，一種采用異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，包括如下步驟。
[0055]第一步，電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)檢測(cè):當(dāng)電網(wǎng)某處出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)相機(jī)控制器將接收到故障信息，并檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)。
[0056]調(diào)相機(jī)控制器包括人機(jī)交互界面、輸入信號(hào)處理單元和輸出單元等。
[0057]輸入信號(hào)處理單元內(nèi)置在綜合調(diào)相機(jī)所在電廠。其地位與普通電廠相似，都要接受電網(wǎng)調(diào)度中心的指令和相關(guān)參數(shù)并需要上傳相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0058]上述調(diào)相機(jī)控制器接收到的故障信息包括:電網(wǎng)調(diào)度中心傳來電網(wǎng)故障狀態(tài)中的輸送有功功率P、電網(wǎng)故障狀態(tài)中的頻率f、電網(wǎng)故障狀態(tài)中的輸送無功功率Q及電網(wǎng)故障狀態(tài)下的電壓U’等信息。
[0059]調(diào)相機(jī)控制器檢測(cè)到的電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)包括電網(wǎng)電壓下降和綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化;此時(shí)，綜合調(diào)相機(jī)將由穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)至?xí)簯B(tài)運(yùn)行。
[0060]第二步，平衡電網(wǎng)有功功率，也即為圖2控制環(huán)節(jié)中的有功控制:調(diào)相機(jī)控制器檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)后，將指令綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子降低轉(zhuǎn)速，吸收電網(wǎng)多余有功，進(jìn)行電網(wǎng)有功功率平衡。
[0061 ] 如圖2所示，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω I，使得當(dāng)ω 1> ω O時(shí)，向電網(wǎng)輸送有功功率；當(dāng)ω 1〈 ωO時(shí)，吸收電網(wǎng)多余有功，從而實(shí)現(xiàn)有功平衡的控制。
[0062]第三步，電網(wǎng)無功補(bǔ)償，也即為圖2控制環(huán)節(jié)中的無功補(bǔ)償及電壓穩(wěn)定控制:電壓源型逆變器將根據(jù)需求增大綜合調(diào)相機(jī)中三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，保持定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率Ql正常；同時(shí)，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送無功功率Q2，維持電網(wǎng)電壓水平。
[0063]上述第三步中，電壓源型整流器在向電壓源型逆變器提供能量的同時(shí)，以增發(fā)無功功率Q2的形式維持電網(wǎng)電壓恒定。
[0064]也即在故障發(fā)生后，一方面需要增大轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，一方面需要增發(fā)無功，也就是說，從故障發(fā)生到故障結(jié)束，在整個(gè)故障期間，調(diào)相機(jī)控制器都要向STATCOM的開關(guān)器件傳輸計(jì)算好的PWM波形，以滿足轉(zhuǎn)子強(qiáng)行勵(lì)磁及補(bǔ)償無功的要求。
[0065]電廠方面通過數(shù)據(jù)計(jì)算調(diào)整本調(diào)相機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)(STATCOM的PWM占空比、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等)，通過PI算法，分別進(jìn)行有功控制、無功補(bǔ)償及電壓穩(wěn)定控制，使得電網(wǎng)輸送的有功功率減小至PI，電網(wǎng)頻率變?yōu)閒 I，電網(wǎng)電壓變?yōu)閁。
[0066]并通過Δρ、Af、AU來修正調(diào)相機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，維持電網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)，使電網(wǎng)在暫態(tài)過程中不失穩(wěn)，直至故障切除。
[0067]第四步，故障切除信號(hào)接收:在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，調(diào)相機(jī)控制器若未接收到故障切除信號(hào)，則繼續(xù)第二步至第三步，直至接收到故障切除信號(hào)為止。
[0068]第五步，轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行:當(dāng)調(diào)相機(jī)控制器接收到故障切除信號(hào)后，電網(wǎng)電壓恢復(fù)，調(diào)相機(jī)控制器將指令綜合調(diào)相機(jī)中的電壓源型逆變器逐漸減小勵(lì)磁電流，直至各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)到故障之前，即轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
[0069]由于電網(wǎng)中大部分的故障屬于短路故障，因此本專利中所提及的“故障”也基本是指短路故障。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，由“等面積法則”可知，為了減小加速面積，常采用的策略就是增大發(fā)電機(jī)的輸出電磁功率，即要求增大勵(lì)磁電流(即強(qiáng)行勵(lì)磁)，因此在暫態(tài)運(yùn)行階段勵(lì)磁電流會(huì)大于正常工作時(shí)的勵(lì)磁電流。故而，在轉(zhuǎn)至正常運(yùn)行時(shí)，需要將原先強(qiáng)行勵(lì)磁的大電流減小至正常值。
綜上，本發(fā)明中通過控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使調(diào)相機(jī)吸收一部分線路發(fā)生短路故障時(shí)電網(wǎng)中多余的能量，其慣性較強(qiáng)，有利于電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定;本發(fā)明中利用異步勵(lì)磁控制系統(tǒng)，提高了綜合調(diào)相機(jī)的無功補(bǔ)償能力，其暫態(tài)性能更好;本發(fā)明中使用了電壓源型整流器，可以增大電力系統(tǒng)阻尼，抑制電力系統(tǒng)中的震蕩。
[0070]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠利用新型調(diào)相機(jī)和電壓源型整流器各自的優(yōu)點(diǎn)，不僅克服了在無功補(bǔ)償過程中各自存在的不足，而且還在不增加現(xiàn)有元件體積的前提下，大大增加了調(diào)相機(jī)的慣性和系統(tǒng)阻尼，有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。
[0071]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)，其特征在于:包括三相交流勵(lì)磁繞組、電壓源型逆變器、超級(jí)電容和電壓源型整流器； 三相交流勵(lì)磁繞組包括三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和定子繞組，三相交流勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁方式為異步勵(lì)磁； 定子繞組與電網(wǎng)側(cè)母線相連接，三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組與電壓源型逆變器的一端相串聯(lián)，電壓源型逆變器的另一端與超級(jí)電容相并聯(lián)； 電壓源型整流器的一端與電網(wǎng)側(cè)母線相連接，電壓源型整流器的另一端也與超級(jí)電容相并聯(lián)； 超級(jí)電容，用于向電壓源型逆變器提供能量，并能維持電壓源型逆變器的電壓水平；電壓源型整流器，用于從電網(wǎng)側(cè)吸收有功功率，將電網(wǎng)側(cè)的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，向超級(jí)電容和電壓源型逆變器提供有功，同時(shí)將無功功率送往電網(wǎng)； 電壓源型逆變器，用于將電壓源型整流器輸送來的直流電逆變?yōu)槿噢D(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組所需要的三相交流勵(lì)磁電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)，其特征在于:綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子與調(diào)相機(jī)控制器相連接，調(diào)相機(jī)控制器能對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對(duì)電網(wǎng)的有功功率進(jìn)行平衡。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)，其特征在于:當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，有功功率將從綜合調(diào)相機(jī)流向電壓源型整流器，即向電網(wǎng)輸出有功；當(dāng)綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，有功功率將從電壓源型整流器流向綜合調(diào)相機(jī)，即吸收電網(wǎng)多余有功功率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)，其特征在于:所述定子繞組和電壓源型整流器均能向電網(wǎng)輸送無功功率，其中，定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率為Ql，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送的無功功率為Q2。5.—種采用如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，其特征在于:包括如下步驟: 第一步，電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)檢測(cè):當(dāng)電網(wǎng)某處出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)相機(jī)控制器將接收到故障信息，并檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)，該電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)包括電網(wǎng)電壓下降和綜合調(diào)相機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化;此時(shí)，綜合調(diào)相機(jī)將由穩(wěn)態(tài)運(yùn)行轉(zhuǎn)至?xí)簯B(tài)運(yùn)行； 第二步，平衡電網(wǎng)有功功率:調(diào)相機(jī)控制器檢測(cè)到電網(wǎng)擾動(dòng)信號(hào)后，將指令綜合調(diào)相機(jī)中的轉(zhuǎn)子降低轉(zhuǎn)速，吸收電網(wǎng)多余有功，進(jìn)行電網(wǎng)有功功率平衡； 第三步，電網(wǎng)無功補(bǔ)償:電壓源型逆變器將根據(jù)需求增大綜合調(diào)相機(jī)中三相轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，保持定子繞組向電網(wǎng)輸送的無功功率Ql正常；同時(shí)，電壓源型整流器向電網(wǎng)輸送無功功率Q2，維持電網(wǎng)電壓水平； 第四步，故障切除信號(hào)接收:在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，調(diào)相機(jī)控制器若未接收到故障切除信號(hào)，則繼續(xù)第二步至第三步，直至接收到故障切除信號(hào)為止； 第五步，轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行:當(dāng)調(diào)相機(jī)控制器接收到故障切除信號(hào)后，電網(wǎng)電壓恢復(fù)，調(diào)相機(jī)控制器將指令綜合調(diào)相機(jī)中的電壓源型逆變器逐漸減小勵(lì)磁電流，直至各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)到故障之前，即轉(zhuǎn)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。6.如權(quán)利要求5所述的采用異步勵(lì)磁綜合調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償與有功平衡的方法，其特征在于:所述第三步中，電壓源型整流器在向電壓源型逆變器提供能量的同時(shí)，以增發(fā)無功功率Q2的形式維持電網(wǎng)電壓恒定。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK106026122SQ201610474932
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】周文海, 鞠平, 陳謙, 孫黎霞, 許林, 姜夢(mèng), 陳廣巍, 徐卓林
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)