专利名称：同步发电机励磁及pss控制装置的闭环试验系统及方法
技术领域：
本发明是一种同步发电机励磁及PSS (电力系统稳定器)控制装置进行闭环试验的系统及试验方法，特别是一种将励磁及PSS控制装置触发脉冲接入六脉动整流桥模型的实时数字闭环试验的自并励同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统及方法，属于自并励同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统及其试验方法的改造技术。
背景技术：
励磁系统是大型同步发电机的关键设备，其安全稳定运行对同步发电机的可靠运行及整个电网的安全稳定具有重要的意义。励磁及PSS控制装置作为稳定机端电压，抑制
电力系统低频振荡的控制装置，其性能如何，直接影响到发电机乃至整个电力系统的安全稳定运行。但是，目前国内外对励磁及PSS控制装置还缺乏有效的检验手段，传统检验方式均存在固有的缺陷，比如对于励磁及PSS控制装置动模试验，其采用等比例缩小发电机模拟，难以模拟不同参数和特性的同步发电机，而且试验不灵活，可进行的试验类型受限。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种操作简单，方便实用的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统。本发明的另一目的在于提供一种试验灵活，可进行多种类型试验的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统的试验方法。本发明的技术方案是本发明的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统，包括有建立同步发电机及其励磁系统实时仿真模型的实时仿真工作站、对仿真模型进行实时计算的RTDS实时数字仿真器、模拟量输出板卡、功率放大器、励磁及PSS控制装置、数字量输出板卡、数字量输入板卡，其中实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器连接，RTDS实时数字仿真器通过模拟量输出板卡和功率放大器将电流及电压信号送出到励磁及PSS控制装置，且RTDS实时数字仿真器通过数字量输出板卡将同步发电机并网断路器合闸信号送出到励磁及PSS控制装置，励磁及PSS控制装置则通过数字量输入板卡将六脉动整流桥的脉冲触发信号送出到RTDS实时数字仿真器。上述实时仿真工作站上建立同步发电机励磁系统的实时仿真模型。上述同步发电机励磁系统包含同步发电机、励磁变压器、六脉动整流桥、可控电流源、起励系统，励磁变压器的原边与同步发电机的端出口相连，六脉动整流桥与励磁变压器的副边相连，六脉动整流桥的输出与同步发电机的励磁电压输入相连，同步发电机的励磁电流输出通过可控电流源与同步发电机的输出电流建立联系，起励系统与六脉动整流桥输出相连，用于零起升压时提供起励磁电源。上述RTDS实时数字仿真器送出的是同步发电机的电流及电压信号及励磁变压器副边的同步电压信号。
本发明同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统的试验方法，其包括如下步骤
1)在实时仿真工作站(6)上建立同步发电机及其励磁系统的实时仿真模型，上述励磁系统包括励磁变压器和六脉动整流桥；
2)将实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器连接；
3)将RTDS实时数字仿真器中的相关电流及电压信号通过模拟量输出板卡和功率放大器送出到励磁及PSS控制装置； 4)将RTDS实时数字仿真器中的同步发电机并网断路器合闸信号通过数字量输出板卡送出到励磁及PSS控制装置；
5)将励磁及PSS控制装置中的六脉动整流桥的脉冲触发信号通过数字量输入板卡送出到RTDS实时数字仿真器；
上述励磁及PSS控制装置将触发六脉动整流桥的六个脉冲信号通过数字量输入板卡送出到RTDS实时数字仿真器，RTDS实时数字仿真器接受励磁及PSS控制装置将触发的六脉动整流桥的六个脉冲信号，并以此来触发六脉动整流桥输出直流电压，形成对同步发电机的励磁。本发明提出了利用RTDS实时数字仿真器对自并励同步发电机励磁及PSS控制装置进行实时数字闭环试验的系统。本发明的励磁及PSS控制装置进行闭环试验的系统试验灵活，可进行多种类型试验。本发明的自并励同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统操作简单，方便实用。
图I为本发明同步发电机励磁系统的结构示意 图2为本发明同步发电机励磁及PSS控制装置的实时仿真试验系统的示意图。
具体实施方式
实施例本发明同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统的示意图如图2所示，包括有建立同步发电机及其励磁系统(含励磁变压器和六脉动整流桥)实时仿真模型的实时仿真工作站6、对仿真模型进行实时计算的RTDS实时数字仿真器7、模拟量输出板卡8、功率放大器9、励磁及PSS控制装置10、数字量输出板卡11、数字量输入板卡12，其中实时仿真工作站6与RTDS实时数字仿真器7连接，RTDS实时数字仿真器7通过模拟量输出板卡8和功率放大器9将电流及电压信号送出到励磁及PSS控制装置10，且RTDS实时数字仿真器7通过数字量输出板卡11将同步发电机并网断路器合闸信号送出到换流变压器保护装置10，励磁及PSS控制装置10则通过数字量输入板卡12将六脉动整流桥的脉冲触发信号送出到RTDS实时数字仿真器7。本实施例中，上述实时仿真工作站6上建立同步发电机及其励磁系统的实时仿真模型，上述励磁系统包括励磁变压器和六脉动整流桥。上述自并励同步发电机励磁系统的示意图如图I所示，包含同步发电机1，励磁变压器2，六脉动整流桥3，可控电流源4，起励系统5。励磁变压器原边与同步发电机机端出口相连，六脉动整流桥与励磁变压器副边相连，六脉动整流桥的输出与同步发电机的励磁电压输入相连，同步发电机励磁电流输出通过可控电流源与六脉动整流桥的输出电流建立联系。本实施例中，上述RTDS实时数字仿真器7送出的是同步发电机I机端的电流及电压信号及励磁变压器2副边的同步电压信号，同时接收励磁及PSS控制装置10将触发的六脉动整流桥3的六个脉冲信号，并以此来触发六 脉动整流桥输出直流电压，形成对同步发电机的励磁
本发明的同步发电机励磁及PSS控制装置进行闭环试验的系统的试验方法，其包括如下步骤
1)在实时仿真工作站6上建立同步发电机及其励磁系统(含励磁变压器和六脉动整流桥)实时仿真模型；
2)将实时仿真工作站6与RTDS实时数字仿真器7连接；
3)将RTDS实时数字仿真器7中的相关电流及电压信号通过模拟量输出板卡8和功率放大器9送出到励磁及PSS控制装置10;
4)将RTDS实时数字仿真器7中的同步发电机并网断路器合闸信号通过数字量输出板卡11送出到励磁及PSS控制装置10;
5)将励磁及PSS控制装置10中的六脉动整流桥的脉冲触发信号通过数字量输入板卡12送出到RTDS实时数字仿真器7;
上述步骤I)建立同步发电机及其励磁系统实时仿真模型包含同步发电机I、励磁变压器2、六脉动整流桥3、可控电流源4、起励系统5等。上述RTDS实时数字仿真器7送出的是同步发电机I机端的电流及电压信号及励磁变压器2副边的同步电压信号。上述RTDS实时数字仿真器7接受励磁及PSS控制装置将触发的六脉动整流桥3的六个脉冲信号，并以此来触发六脉动整流桥输出直流电压，形成对同步发电机的励磁。
权利要求
1.一种同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统，其特征在于包括有建立同步发电机及其励磁系统实时仿真模型的实时仿真工作站(6)、对仿真模型进行实时计算的RTDS实时数字仿真器(7)、模拟量输出板卡(8)、功率放大器(9)、励磁及PSS控制装置(10)、数字量输出板卡(11)、数字量输入板卡(12)，其中实时仿真工作站(6)与RTDS实时数字仿真器(7)连接，RTDS实时数字仿真器(7)通过模拟量输出板卡(8)和功率放大器(9)将电流及电压信号送出到励磁及PSS控制装置(10 )，且RTDS实时数字仿真器(7 )通过数字量输出板卡(11)将同步发电机并网断路器合闸信号送出到励磁及PSS控制装置(10)，励磁及PSS控制装置(10)则通过数字量输入板卡(12)将六脉动整流桥的脉冲触发信号送出到RTDS实时数字仿真器(7)。
2.根据权利要求I所述的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统，其特征在于上述实时仿真工作站(6)上建立同步发电机励磁系统的实时仿真模型。
3.根据权利要求2所述的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统，其特征在 于上述同步发电机励磁系统包含同步发电机(I)、励磁变压器(2)、六脉动整流桥(3)、可控电流源(4)、起励系统(5)，励磁变压器(2)的原边与同步发电机(I)的端出口相连，六脉动整流桥(3)与励磁变压器(2 )的副边相连，六脉动整流桥(3)的输出与同步发电机(I)的励磁电压输入相连，同步发电机(I)的励磁电流输出通过可控电流源(4 )与同步发电机(I)的输出电流建立联系，起励系统(5)与六脉动整流桥(3)输出相连，用于零起升压时提供起励磁电源。
4.根据权利要求3所述的同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统，其特征在于上述RTDS实时数字仿真器(7)送出的是同步发电机(I)的电流及电压信号及励磁变压器(2)副边的同步电压信号。
5.一种同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统的试验方法，其包括如下步骤 1)在实时仿真工作站(6)上建立同步发电机及其励磁系统的实时仿真模型，上述励磁系统包括励磁变压器和六脉动整流桥； 2)将实时仿真工作站(6)与RTDS实时数字仿真器(7)连接； 3)将RTDS实时数字仿真器(7)中的相关电流及电压信号通过模拟量输出板卡(8)和功率放大器(9)送出到励磁及PSS控制装置(10); 4)将RTDS实时数字仿真器(7)中的同步发电机并网断路器合闸信号通过数字量输出板卡(11)送出到励磁及PSS控制装置(10); 5)将励磁及PSS控制装置(10)中的六脉动整流桥的脉冲触发信号通过数字量输入板卡(12)送出到RTDS实时数字仿真器(7)。
6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于上述励磁及PSS控制装置(10)将触发六脉动整流桥的六个脉冲信号通过数字量输入板卡(12)送出到RTDS实时数字仿真器(7)，RTDS实时数字仿真器(7)接受励磁及PSS控制装置将触发的六脉动整流桥(3)的六个脉冲信号，并以此来触发六脉动整流桥输出直流电压，形成对同步发电机的励磁。
全文摘要
本发明是一种同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统及方法。闭环试验系统包括有实时仿真工作站、RTDS实时数字仿真器、模拟量输出板卡、功率放大器、励磁及PSS控制装置、数字量输出板卡、数字量输入板卡，实时仿真工作站与RTDS实时数字仿真器连接，RTDS实时数字仿真器通过模拟量输出板卡和功率放大器将电流及电压信号送出到励磁及PSS控制装置，且RTDS实时数字仿真器通过数字量输出板卡将同步发电机并网断路器合闸信号送出到励磁及PSS控制装置，励磁及PSS控制装置则通过数字量输入板卡将六脉动整流桥的脉冲触发信号送出到RTDS实时数字仿真器。本发明的自并励同步发电机励磁及PSS控制装置进行闭环试验的系统试验灵活，可进行多种类型试验。
文档编号G05B17/02GK102736521SQ201210173070
公开日2012年10月17日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者王向朋 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司