本发明专利技术涉及发电机技术的领域。具体而言，本发明专利技术涉及用于发电机的静态励磁机系统。本发明专利技术的目的为控制电网中的稳定性，在该电网中，有多个发电机连接，从而对电网提供电能。公开的为静态励磁机系统，其包括用于控制至少两个发电机的场绕组的场电压的控制装置，该至少两个发电机通过母线连接至电网系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机技术的领域。其具体而言涉及用来控制发电机的场电压的静态励磁机系统和用来控制发电机的场电压的方法。
技术介绍
如下静态励磁机系统得到广泛应用，其用于供给场绕组，场绕组形成用于发电机的磁力激励场，并且供应发电机激励。这些系统由它们的稳健性和短响应时间来确定。以防电网故障，重要的是将发电机，特别是主要用于发电的同步发电机连接至电网，保持同步性。同步发电机在电网系统中保持同步运行的能力在动力系统中称为瞬间稳定性。动力系统瞬间稳定性是涉及许多现象的复杂问题。有时，一个发电机上的局部测量捕捉不到系统范围问题的复杂性，且电网故障不可通过其来确定。超越监测和控制不同发电机的监测和控制系统范围问题可借助于最近开发的广域测量系统(WAMS)来解决。专利EP I 805 887 BI描述改善同步发电机的在电网故障的情况下的瞬间稳定性的超级电容器激励升压器。参考图1在下面更详细地描述这种激励升压器系统。然而，对发电机添加激励升压器以及电网处的其他影响，和通过终端电压控制发电机可使电网系统稳定性恶化。观察到，当电网故障发生时，发电机加速。此外，已观察到，一些发电机转子关于比较值加速，而其他发电机减速。其中，将激励升压器系统应用至电网系统并且因此影响发电机转子的场电压可能因此导致使转子速度减速。连接的发电机的系统中的一些发电机转子的减速相对于比较值增大速度偏差。连接的发电机的转子速度之间的这些速度偏差削弱整个电网系统的瞬间稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目标是控制电网中的稳定性，在该电网中，多个发电机连接，从而对电网供给电功率。该目标通过根据权利要求1的静态励磁机系统和根据权利要求7的方法而解决。根据本专利技术，静态励磁机系统设置至少两个发电机的转子的激励场的场电压。具体而言，超过两个发电机的多个发电机在公共电网中共同地连接。通过该方法，减小了连接至电网的发电机转子的转子速度的偏差。因而，增大了电网的瞬间稳定性。动态激励系统被分派至各发电机，以用于在发电机转子的场绕组内产生DC电压，静态励磁机系统连接至该场绕组并且与该场绕组一起形成励磁机电路，以在电网故障，特别是电网系统电压下降的情况下发射电能。在电网系统的电压下降的情况下，增大场绕组的场电压，以补偿电压下降。设置场电压的静态励磁机系统可有利地应用于由连接至电网的励磁机电路驱动的多个发电机。为了说明，一般而言，励磁机系统可操作，从而控制场电压或场电流。在所谓的自动控制模式中控制场电压，这意味着在闭环中控制终端电压。在所谓的手动控制模式中控制场电流，这意味着终端电压是通过激励电流和机器特性确定的。在本专利技术中，考虑场电压的控制。在独立权利要求中公开本专利技术的其他示例。在本专利技术的另一示例中，静态励磁机系统增大关于比较值加速的发电机的场电压，同时静态励磁机系统不增大关于比较值减速的发电机的场电压。通过该方法减小了发电机转子速度的偏差，改善了瞬间稳定性。比较值被设置为包若干发电机的系统的系统特定值。转子速度的比较值尤其是惯量中心(COI)，因为该值指示系统工作在稳定条件下的状态。在目前技术水平下COI值是已知的。基于COI的动能是使发电机脱离同步的原因。待测量的电参量(electric quantity)可为发电机的转子的旋转速度、发电机的转子的旋转角度或发电机的加速功率。在电网系统中的干扰的情况下，电参量变化。在稳态模式下，转子的转子角度和旋转速度是恒定的。这些电参量取决于由发电机供应的有功功率和无功功率二者。当转子角度和旋转速度的变化恒定时，发电机稳定地运行。【附图说明】将参考示范实施例且结合附图在下文中更详细地说明本专利技术，在附图中: 图1示出用于应用根据本专利技术的控制装置的与目前技术水平一致的静态励磁机系统的简化电路，静态励磁机系统有作为能量源的电容，该电容可经由开关沿反偏压方向连接至励磁机电路中的二极管。图2示出电网故障后的连接的发电机的系统中的四种发电机速度的信号曲线，其中水平轴线中是以秒计的时间且竖直轴线上的发电机的旋转速度的关系指示速度偏差。图3示出本专利技术的示例的框图，其具有用经由数据线路连接的示意发电机、比较值的计算单元、连接至发电机的动态激励系统、从动态激励系统对计算单元馈给信号的相量管理单元、和这些元件经由转换器到电网的连接。图4示出本专利技术的示例的框图，其具有经由广域测量系统(WAMS)对连接至同步发电机的动态激励系统馈给信号的控制装置，该同步发电机连接至电网。参考标号列表 I控制装置 11，11’机器变压器 12励磁机变压器 13电压变换器 14自动电压调节器(AVR) 15电流变换器 16发电机 17场绕组 18晶丨?管桥 19母线(发电机) 20静态励磁机系统 21晶闸管 22二极管 23电容 24开关 25充电单元 26接收器 27天线 28动态励磁机系统 34电网系统 38相量管理单元(PMU) 40计算器 42添加元件 43控制器 44脉宽调制器 46驱动器 48晶体管电路 If场电流 Ic电容器电流 Uc电容器电压。【具体实施方式】图1示出根据目前技术水平的静态励磁机系统20的电路。图4中介绍的根据本专利技术的控制装置I可作为示例应用于这种静态励磁机系统20。基于静态励磁机系统20，描述了下面描述的控制装置I减少的电网中的故障。静态励磁机系统20包括具有场绕组17的发电机16，发电机16经由母线19和机器变压器11连接至电网系统34。场绕组17被供应来自静态励磁机系统20的场电流If，静态励磁机系统20大体上包括励磁机变压器12，励磁机变压器12后面跟着装配有晶闸管21的晶闸管桥18。晶闸管桥18由自动电压调节器(AVR) 14驱动，该自动电压调节器14作为输入变量接收:一方面经由电压变换器13接收应用至母线19的发电机电压，且另一方面经由电流变换器接收在励磁机系统20中流动的电流。晶闸管桥18的输出侧连接至场绕组17，它们一起形成励磁机电路。二极管22在正向偏压方向上安装在励磁机电路中。可充电电容23可由开关与二极管22平行地连接，其中电容23连接在二极管22的反向偏压方向上。电容23可经由连接至电容23的充电单元25而充电。开关24可以以不同方式驱动，如在图1中由各种虚线指示的。在通常操作期间，二极管22承载作为直流电流DC流动的场电流If，且对励磁机电路的操作没有任何影响。由所谓的超级电容器或超电容器形成的电容23由充电单元25保持在预定电容器电压Uco处。电容器电荷的极性与二极管的反向偏压方向对应。描述的激励系统20也可称为激励升压器，其具有二极管22和对励磁机电路短时间供能的连接至其的电容23的基本特征以防电网中的电压下降。如果发电机16的终端电压低于较低电压阀值，则开关24接通且电容23的电压被供应至场绕组17。相反地，如果发电机16的终端电压高于较高电压阀值，则开关24切断。场电压然后由激励系统20升高，例如当发生电网中的不足且因此发电机侧处电压下降时。当开关24关闭时，电容器电压Ue与发射自晶闸管桥18的电压串联地附加连接，因此导致施加至场绕组17的高得多的场电压Uf。与此同时，二极管22变为反向偏压的，且二极管电流ID回落至零。出于简单的原因，下文假设用于晶闸管桥18的恒定(冻结)的控制角度。因为增大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静态励磁机系统(20)，其包括控制装置(1)，所述控制装置(1)用于控制经由母线(19)连接至电网系统(34)的至少两个发电机(16)的场绕组(17)的场电压，用于测量所述至少两个发电机(16)的电参量，所述控制装置(1)驱动所述静态励磁机系统(20)，所述静态励磁机系统(20)被分派至各发电机(16)以用于在发电机转子的场绕组(17)中产生DC电压，所述静态励磁机系统(20)连接至所述场绕组(17)且与所述场绕组(17)一起形成励磁机电路，以用于在电网系统故障或电网系统电压下降的情况下，通过增大所述场绕组(17)的场电压来发射电能。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：L迪伊滋马罗托，L劳科罗德里古伊兹，F弗兰德兹伯纳，I埃梅岛伊，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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