可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，包括三相电源(1)、输入变压器(2)、多电平逆变器(3)、交流励磁发电电动机(4)、信号检测回路(5)、外部接口(6)、控制板(7)、人机界面(8)。利用本实用新型能够采用矢量控制技术，通过磁链与转矩观测环节、同步控制环节、电流控制环节、电压前馈环节、旋转矢量控制SVM环节组成，在电励磁同步机各种模式下具有系统转矩与无功调节迅速的特点，且体积小，结构紧凑。
【专利说明】可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于大功率抽水蓄能变流机组控制领域，具体涉及可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工业和电力事业的迅猛发展，尤其是核能、风能、太阳能等清洁能源发电容量所占比重日益增加，电力系统负荷峰谷差矛盾日趋突出。在各种解决此矛盾的方式中，抽水蓄能电站以其快速、有效、经济、可靠的特点，在电网的调峰、填谷、调频、调相中扮演着重要的角色，成为目前最有效和最经济的电网负荷调节手段。抽水蓄能电站合理有效的利用，可减少常规火电调峰电源建设和火电机组排放污染气体，这对我国环境保护以及低碳排放极为有利。因此，抽水蓄能电站作为水电的补充，可弥补水电的不足，有利于水电和电力工业的可持续发展，同时还使水电以至电力工业增加新的活力。
[0003]我国抽水蓄能电站的现有机组大部分为同步发电电动机机组，其存在变流器容量大、速度不可调、动态响应慢、无功不可调、低负载效率低等缺点，交流励磁发电电动机具有“定频变速”的特性，使得水轮机组可在电机同步速点上下调节，可有效减少水轮机组的负荷压力机，同时，交流励磁发电电动机具有无功调节迅速、变流器容量小的特点，其中同步并网策略是其关键技术之一。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统。
[0005]根据本实用新型的一个方面，提供一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，包括三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4、信号检测回路5、外部接口 6、控制板7、人机界面8 ;
[0006]三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4依次连接，信号检测回路5连接至三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4、控制板7，控制板7连接至外部接口 6、控制板7、人机界面8。
[0007]优选地，输入变压器2的输入端与三相电源I相连，输入变压器2为多电平逆变器3提供电源，同时具有隔离功能。
[0008]优选地，多电平逆变器3为四象限结构。
[0009]优选地，控制板7采用DSP与FPGA的双CPU结构。
[0010]优选地，DSP为TI的浮点型DSP。
[0011 ] 优选地，FPGA采用XiIinx的大规模可编程门的FPGA。
[0012]与现有技术相比，利用本实用新型能够采用矢量控制技术，通过磁链与转矩观测环节、同步控制环节、电流控制环节、电压前馈环节、旋转矢量控制SVM环节组成,在电励磁同步机各种模式下具有系统转矩与无功调节迅速的特点，且体积小，结构紧凑。【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0014]图1示出本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0016]根据本实用新型提供的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，包括三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4、信号检测回路
5、外部接口 6、控制板7、人机界面8;其中，三相进线与电网相连，为多电平逆变器3提供工作电源；控制板7根据完成交流励磁发电电动机电机的控制、通信、故障封锁与保护等任务；控制板7与外部接口 6相连，外部接口 6可提供变频器组网及上位机通信等接口 ；人机界面完成用户参数的输入输出；信号检测回路完成逆变器信号、压缩机信息、变压器信息以及电网信息的采集与传输，为控制系统提供控制依据。
[0017]三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4依次连接，信号检测回路5连接至三相电源1、输入变压器2、多电平逆变器3、交流励磁发电电动机4、控制板7，控制板7连接至外部接口 6、控制板7、人机界面8。
[0018]优选地，输入变压器2的输入端与三相电源I相连，输入变压器2为多电平逆变器3提供电源，同时具有隔离功能。多电平逆变器3为四象限结构。控制板7采用DSP与FPGA的双CPU结构。DSP为TI的浮点型DSP。FPGA采用Xilinx的大规模可编程门的FPGA。功率器件为高压大电流功率模块。
[0019]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
【权利要求】
1.一种可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，包括三相电源(I)、输入变压器(2)、多电平逆变器(3)、交流励磁发电电动机(4)、信号检测回路(5)、外部接口(6)、控制板(7)、人机界面(8)； 三相电源(I)、输入变压器(2)、多电平逆变器(3)、交流励磁发电电动机(4)依次连接，信号检测回路(5)连接至三相电源(I)、输入变压器(2)、多电平逆变器(3)、交流励磁发电电动机(4)、控制板(7)，控制板(7)连接至外部接口 (6)、控制板(7)、人机界面(8)。
2.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，输入变压器(2)的输入端与三相电源(I)相连，输入变压器(2)为多电平逆变器(3)提供电源，同时具有隔离功能。
3.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，多电平逆变器(3)为四象限结构。
4.根据权利要求1所述的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，控制板(7)采用DSP与FPGA的双CPU结构。
5.根据权利要求4 所述的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，DSP为TI的浮点型DSP。
6.根据权利要求4所述的可变速抽水蓄能交流励磁发电电动机的同步并网控制系统，其特征在于，FPGA采用Xilinx的大规模可编程门的FPGA。
【文档编号】H02J3/38GK203398805SQ201320406960
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】姜建国, 刘贺, 罗*, 徐亚军, 乔树通 申请人:上海交通大学