[实用新型]一种同步发电机励磁系统辨识信号产生装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统领域，具体涉及一种同步发电机励磁系统辨识信号产生装置。

背景技术

电力系统数字仿真是保障电力系统安全稳定运行的重要手段之一，其中，同步发电机励磁系统的数学模型是进行电力系统数字仿真的基础。过去，同步发电机励磁系统的模型采用的典型结构和参数，与实际发电机并不对应。随着电力系统规模的扩大，需要采用与实际发电机组对应的励磁系统模型，这就需要对发电机进行励磁系统模型辨识试验。

“发电机励磁系统建模与参数辨识综述”(贺仁睦，沈峰，韩冬，韩志勇.电网技术，2007，Vol.31，No.14，pp62～67)一文给出了现有的同步发电机励磁系统建模测试试验的主要方法有频域法和时域法。频域法是在励磁控制器的输入端叠加伪随机信号，时域法是叠加阶跃信号，通过测试发电机输出响应特性进行励磁系统建模。因此，辨识信号的产生和输入是励磁系统建模试验中非常重要的步骤，目前辨识信号的输入主要有两种方法，一是发电机励磁系统预留有外加信号输入端口，可以将辨识信号直接从这个端口输入到发电机中；二是某些新型的励磁系统的控制单元自带辨识试验功能，无需从外部输入测试信号。

但是，对于电力系统中的很多实际运行的发电机，原来并没有预留辨识信号的输入端口，同时其控制单元也没有提供辨识试验功能，无法采用参考文献中给出的辨识信号输入方法，给励磁系统辨识试验带来了较大的困难。

发明内容

本实用新型的目的在于提供的一种同步发电机励磁系统辨识信号产生装置，该装置可以对没有预留外加信号端口而且励磁系统控制单元也没有自带辨识试验功能的同步发电机进行励磁系统模型辨识试验。

本实用新型提供的同步发电机励磁系统辨识信号产生装置，其特征在于：该装置包括电源单元、信号产生单元和控制单元；

电源单元为信号产生单元和控制单元提供所需的工作电源；

信号产生单元的四个信号输入端口分别接发电机机端三相电压信号和中性点信号，并根据控制单元提供的控制信号将励磁系统模型辨识试验所需的辨识信号叠加到发电机端电压信号中，再分别将叠加有辨识信号的四个综合信号输出至励磁系统；

控制单元用于产生伪随机信号或阶跃信号，提供给信号产生单元，或者直接从输出信号端口输出。

作为本实用新型的优选方案，上述信号产生单元包括三个构成相同的电阻开关组件，各电阻开关组件均包括依次串联的第一、第二和第三电阻，第一、第二和第三电阻分别与第一、第二和第三开关并联，串联后的电阻与第四开关并联，第四电阻与第三电阻串联；各电阻开关组件的第一电阻的另一端分别与发电机机端三相电压相接，三个第四电阻的另一端连接在一起，并与发电机机端的中性点相接，并接入励磁系统的对应的输入端口，各电阻开关组件的第三电阻与第四电阻的中间点分别接入励磁系统的另外的三个输入端口。

本实用新型辨识信号产生装置为电力系统中各种类型的同步发电机励磁系统模型辨识试验提供了一套完整统一的辨识信号产生和输入方法及装置。对于预留有外加信号输入端口的发电机，该装置可以产生伪随机信号或阶跃信号供试验用，无需再用其它的信号发生装置；对于没有预留有外加信号输入端口的发电机，该装置可以将产生的伪随机信号或阶跃信号直接叠加到励磁系统的固有输入信号(即发电机端电压信号)中。因此，本实用新型为电力系统提供了一种新的试验装置，它不但解决了对没有预留外加信号输入端口的发电机进行励磁系统模型辨识试验的难题，而且精简了试验设备，提高了试验效率。

附图说明

图1为同步发电机励磁系统的原理示意图；

图2为本实用新型辨识信号产生装置的原理示意图；

图3为本实用新型辨识信号产生装置的原理结构图；

图4为本实用新型辨识信号产生装置的一种实现方案示意图；

图5为本实用新型辨识信号产生装置中控制单元的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，同步发电机1接入电力系统4运行，励磁系统2通过电压变换器3实时跟踪检测发电机机端电压Ut并输入到励磁系统2的控制信号输入端口5，励磁系统2的控制单元根据电压Ut的变化为同步发电机1提供合适大小的励磁电流。对于励磁系统2预留有外加信号输入端口6的发电机，可以从该端口输入辨识信号(包括伪随机信号和阶跃信号)，方便地进行励磁系统模型辨识试验。如果励磁系统2的控制单元自带辨识试验功能，也可以通过该功能进行辨识试验。