[发明专利]一种同步电机惰速并网方法及装置

说明书

本发明公开了一种同步电机惰速并网方法及控制装置。所述并网方法包括步骤为：对并网开关一侧同步电机机端三相电压和另一侧交流电网三相电压同时进行采样，计算该时刻并网开关两侧三相电压间的相角差和频率差；根据所述相角差和频率差，以及并网条件预设的相角差阈值和频率差阈值判断是否存在满足并网条件的并网同期点；根据判断结果，如果存在，则所述同步电机的机组励磁电流保持额定励磁电流不变，并在所述并网同期点进行并网；如果不存在，则调整所述同步电机的机组励磁电流。本发明所述方法及装置，在保证高惰速并网成功率的前提下，可以减小并网频率差和相角差的允许定值，减少了各种并网工况下的并网冲击。

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种同步电机惰速并网方法、控制装置及控制系统。

背景技术

同步电机的启动，如抽水蓄能机组的启动，由启动系统拖动同步电机启动至额定转速后，并网开关合闸，启动系统响应同期装置的指令退出。在其他的一些应用场合，如附图1所示的大型同步调相机组的启动过程中，基于设计与成本的考虑，在启动设备输出侧不配置输出变压器，机端电压保持在一个较低的水平，不能直接并网，需要采用堕速并网方式。

附图2为惰速并网过程，其中，t_-2时刻为惰速过程开始时刻，由于同步电机机械损耗Q_m与转速近似成正比，在额定转速附近，可以认为短时间内机械损耗不变。在t_-1时刻，主励磁开始工作，将同步电机机端电压调至并网电压，由于t_-1时刻后主励磁开始工作，除机械损耗外，还增加了励磁损耗因此同步电机惰速更快，在t₀时刻主主励磁输出达到额定励磁电流，在t₁时刻同步电机惰速至额定频率。同步电机惰速的快慢与机械损耗及励磁损耗有关，损耗越大，惰速越快，损耗越小，惰速越慢。

同步电机惰速并网过程中，同期装置寻找到并网同期点后控制同步电机并网。由于惰速开始时同步电机的初始状态不确定，若对并网要求的频率、电压与角度提出较为严苛的要求，则可能在整个惰速过程中，均没有并网同期点，存在并网失败的可能；若放宽并网的要求，则有可能在并网时对电网造成较大的冲击。目前未见可同时提高并网成功率与减少并网冲击的方法。

背景技术部分的内容仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提出一种同步电机惰速并网方法，通过调整惰速过程中励磁电流大小来改变电机惰速过程，创造更多并网机会，以提高并网成功率。本发明还进一步提出了一种用于同步电机惰速并网的控制装置及一种惰速并网控制系统。

在某种程度上来说，本文所述的任何方面或特征均可以与本文所述的任何或所有的其他方面和特征共用。

根据本发明的一个实施例，一种同步电机的惰速并网方法，包括以下步骤：

A.对并网开关一侧同步电机机端三相电压和另一侧交流电网三相电压同时进行采样；

B.计算所述并网开关两侧三相电压间的相角差和频率差；

C.根据所述相角差和频率差，以及预设的相角差阈值和频率差阈值，判断是否存在满足并网条件的并网同期点；

D.根据判断结果，如果存在，则所述同步电机的机组励磁电流保持额定励磁电流不变，并在所述并网同期点进行并网；

E.如果不存在，则对所述同步电机的机组励磁电流进行调整，并使经调整的励磁电流保持预定时间后，重复上述步骤ABC；

F.再次根据判断结果，如果存在所述并网同期点，则使经调整的励磁电流调回至额定励磁电流，并在所述并网同期点进行并网。

本实施例通过增加所述同步电机的机组励磁电流的调整步骤，实现了同步电机惰速并网过程的优化，在减少同步电机惰速并网对电网系统冲击的情况下，提高了惰速并网的成功率。