[发明专利]用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统

权利要求书

1.一种用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，连接一电网模拟系统，其特征在于，所述发电机组控制系统包括发电机系统、与该发电机系统分别连接的调速控制模块、励磁控制模块和同期控制模块，所述的发电机系统包括同轴连接的电动机与发电机，所述调速控制模块包括一调速系统，所述励磁控制模块包括一静止励磁系统，所述同期控制模块包括相互连接的同期控制单元和并列断路器，其中：

所述并列断路器连接所述电网模拟系统和发电机；

所述同期控制单元连接所述电网模拟系统、调速系统、静止励磁系统和发电机；

所述调速系统分别连接所述电动机和发电机；所述静止励磁系统连接所述发电机；

所述调速系统由市电供电，采样所述发电机输出侧的三相电压和三相电流，并与预先设定的三相目标电压和三相目标电流进行分析比较，得出增速或减速的控制指令，并利用具有可控占空比的PWM信号来调节所述电动机的转速，从而调节所述发电机的出力；

所述静止励磁系统采集所述发电机的三相定子电压、三相定子电流、转子电压和转子电流，通过对该静止励磁系统内的三相全控整流桥的触发角进行控制，从而调节励磁电流的大小，调节发电机输出电压；

所述同期控制单元采集所述发电机输出侧的三相电压以及所述电网模拟系统的三相电压并比较获取滑差信息，并通过所述励磁控制模块和调速控制模块来对发电机进行控制，直到所述滑差信息满足同期合闸条件时，发送合闸命令给所述并列断路器，实现所述发电机和电网模拟系统的准同期并列。

2.根据权利要求1所述的用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，其特征在于，所述静止励磁系统包括起励电源、起励元件、三相全控整流桥、励磁变压器、励磁调节器、驱动电路、第一电压互感器和第一电流互感器，其中：

所述起励电源、起励元件、三相全控整流桥和所述发电机依次连接；

所述三相全控整流桥的输入端通过所述励磁变压器连接所述发电机的输出侧；所述三相全控整流桥的输出端连接所述发电机的励磁线圈；

所述第一电压互感器和第一电流互感器分别采集所述发电机的三相定子电压和三相定子电流供给传给所述励磁调节器；

所述励磁调节器通过所述驱动电路对所述三相全控整流桥内的晶闸管控制角进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，其特征在于，所述的励磁控制模块可以进行同步发电机的起励实验、逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验、伏/赫限制实验、强励实验、欠励限制实验、调差实验和PSS实验。

4.根据权利要求1或2所述的用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，其特征在于，所述调速系统包括第二电压互感器和第二电流互感器，以及与该第二电压互感器和第二电流互感器分别依次连接的第三仪表放大器、第三A/D转换器、第二中央处理器芯片、D/A转换电路和变频器，其中：

所述变频器连接所述电动机；

所述第二电压互感器采集所述发电机输出侧的三相电压，所述第二电流互感器采集所述发电机输出侧的三相电流，并经所述第三仪表放大器和第三A/D转换器传给所述第二中央处理器芯片；

所述第二中央处理器芯片将接收的信号计算处理，得出发电机输出有功功率，与预先设定的有功功率进行分析比较，得出增速或减速的控制指令，然后发出PWM信号，该PWM信号经所述D/A转换电路转换成电流信号后传给所述变频器；

所述变频器由市电供电，根据接收的电流信号控制所述电动机的输入频率，从而调节所述发电机的转速。

5.根据权利要求4所述的用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，其特征在于，所述的预先设定的有功功率，可以为用户手动设置的数值，也可以是发电机并网后的自动调节量或者由调度控制。

6.根据权利要求4所述的用于电力系统动态模拟实验的发电机组控制系统，其特征在于，所述的调速控制模块可以进行发电机频率调整实验，以及发电机组之间的有功出力分配实验。