发电机的电力稳定装置制造方法及图纸

发电机的功率稳定装置向自动电压调节器（３）输入一个电压调节信号（ｅ），作为辅助信号，以便控制发电机端电压为目标电压（Ｖｏ），其中包括：角加速度观测器（１），用来根据发电机的至少一个稳定信号变化率（ΔＰ和／或Δω）计算发电机的估算的角加速度变化率（Δａｓ）；以及功率稳定电路（２），用来根据由角加速度观测器（１）计算的估算角加速度变化率值（Δａｓ），计算施加于自动电压调节器（３）的校正电压调节信号（ｅ）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电机的电力稳定装置本专利技术涉及一种电力发电机的电力稳定装置，更具体地说，涉及一种这样的电力稳定装置，它向自动电压调节器输入电压调节信号(作为加于目标电压信号的辅助信号)，用以调节发电机的激磁值，从而使发电机的端电压被控制在目标值上。一般地说，用于发电机的激磁控制装置包括自动电压调节器(AVR)，用于维持发电机端电压为恒值，以及电力稳定装置(PSS)，用来通过把发电机电压调节到其目标值来稳定发电机的运行。具体地说，电力稳定装置用来增加制动力(阻尼力)，以便反抗由施加于发电机的不可避免的扰动引起的相角波动。这就是说，电力稳定装置检测并计算有效功率的变化率△P，发电机角速度的变化率△ω或系统侧频率的变化率△f等，并向自动电压调节器输入计算的结果作为加于目标电压信号的电压调节信号的辅助信号。更详细地说，图14是表示先有技术中有效功率变化率△P型(以后叫△P-PSS)的电力稳定装置的方块图。在这一电力稳定装置中，有效功率变化率△P(作为稳定信号)通过信号重调函数部分7(由重调滤波器以及延迟电路或频带消除滤波器构成)，以便消除噪声和目标值的稳态电压偏差，然后通过相位补偿函数部分8，进行相位校正，从而获得合适的电压调节信号。上述△P-PSS型电力稳定装置被广泛采用，这是因为△P-PSS不-->受高频噪声的影响，并且不用进行相位补偿，因此，和其它类型(例如角速度变化率型(△ω-PSS)或频率变化率型(△f-PSS))相比，函数的设定相对容易。这里，在电力稳定装置中，当发电机磁场按照角速度变化率△ω被控制时，可以最有效地抑制电力波动。然而，在另一方面，在电力稳定装置的输出和发电机磁场的改变之间，由于磁场电路的滞后，存在着滞后作用。例如，当波动频率为1Hz时，装置的频率响应中存在大约90度的相位滞后。因而，在这种电力稳定装置中，为了补偿磁场电路的滞后，最好能反馈角加速度变化率△a，因为角加速度变化率△a在相位上超前角速度变化率△ω90度。然而，检测角加速度变化率△a并不容易。因此，在△P-PSS中，有效功率变化率△P被用作反馈信号，它大致和角加速度变化率△a成正比，用它代替角加速度变化率△a。虽然使用有效功率变化率△P的电力稳定装置是实用的，但是存在一个问题，这就是这种电力稳定装置不能对低频干扰(由发电机输出的变化表示)进行有效的稳定。此外，当发电机的输出以恒速改变时，因为有效的功率变化率△P保持常数，而使电力稳定装置保持输出恒定的目标电压校正值。因为自动电压调节器控制发电机端电压，使其跟随这一目标电压校正值，只要发电机的输出在变化，发电机电压就偏离预定的目标值。这就是说，这种电力稳定装置执行一种不必要的电压控制操作。此外，在常规的电力稳定装置中，为了减少上述的自动电压调节器的不需要的电压控制操作，附带地提供了一个重调时间为5秒的重调滤波器。然而，因为这一重调滤波器当功率波动频率为-->0.3Hz或更低时(长周期的波动)重调这一信号，所以该滤波器进一步减弱了PSS对于低频干扰的稳定能力。在另一方面，在常规的△P-PSS中，相位是被这样调节的，使得可以有效地阻尼大约为1Hz的功率波动，所以有效地抑制低于0.3Hz的功率波动是困难的，这是因为合适的相位补偿根据所述频率而变化。当相位被这样调节时，即使得低于0.3Hz的功率波动可被有效地阻尼，但难于阻尼大约1Hz的功率波动(经常发生)。如上所述，当功率波动频率为0.3Hz那样低时，从相位滞后的观点看来，磁场的滞后是小的，并因而在△P-PSS的情况下相位过份超前。因此，当波动频率为0.3Hz或更低时，使用角速度变化率△ω(以后称为△ω-PSS)的电力稳定装置和△P-PSS相比对于稳定信号是合适的。这是因为在△ω-PSS的情况下，可以通过相位补偿有效地阻尼从0.3到1Hz的功率波动。然而，在△ω-PSS情况下，所需的相位补偿是超前相位补偿型，因而当功率波动频率大于1Hz时，瞬变增益增加，结果使△ω-PSS遭受噪声影响。因此，存在这样的问题，即△ω-PSS不能有效地抑制大约2或3Hz的相对高的频率的功率波动。此外，在频率变化率型的功率稳定装置(△f-PSS)中，也存在△ω-PSS的问题。因而，本专利技术的目的在于，提供一种发电机的稳定装置，它能有效地稳定发电机的低频干扰，并且不受发电机输出的影响。此外，本专利技术的另一个目的在于，提供一种电力稳定装置，它可以在最佳条件下，在从大约0.2Hz的低频到大约3Hz的高频的相当宽的范围内(这发生在一般的电力发电机系统中)，适当地阻尼功率波动，并且它不受通常具有相当高的波动频率的噪声的影响。-->为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种发电机电力稳定装置，它向自动电压调节器输入一个电压调节信号作为辅助信号，从而控制发电机端电压为其目标值，所述装置包括：角加速度观测器，它使用至少一个发电机的稳定信号变化率计算发电机的估算的角加速度变化率；功率稳定器电路，它根据由所述角加速度观测器计算出的估算的角加速度变化率，计算加于自动电压调节器的校正的电压调节信号。这里，发电机的稳定信号变化率是有效功率变化率和角速度变化率。此外，角加速度观测器包括：估算的角加速度变化率计算装置，用来根据有效功率变化率计算估算的角速度变化率，估算的相位差角变化率，估算的阻尼系数以及估算的有效功率变化率，从而获得估算的角加速度变化率，用来再现功率波动；以及有效功率变化率反馈装置，用来计算有效功率变化率和估算的有效功率变化率之间的偏差信号，并把计算的偏差信号反馈给所述角加速度变化率估算装置。这里的估算的角加速度变化率计算装置里可以包括：响应有效功率变化率和反馈信号的第一加法器，用来计算估算的角加速度变化率；第一积分器，用来积分估算的角加速度变化率，从而获得角速度变化率；第二积分器，用来积分估算的角速度变化率，从而获得估算的相位差角变化率；第一乘法器，用来用一常数乘角速度变化率，从而获得估算的阻尼系数；以及第二乘法器，用来用一常数乘估算的相位差角变化率，从而获得估算的有效功率变化率。此外，有效功率变化率反馈装置可以包括：第二加法器，用来计-->算有效功率变化率和估算的有效功率变化率之间的偏差；以及第三乘法器，用来用一常数乘计算的偏差，并把被乘的偏差信号反馈到所述估算角加速度变化率计算装置(11)的所述第一加法器。另外，最好电力稳定装置还包括角速度变化率反馈装置，它包括：第三加法器，用来计算实际的角速度变化率和估算的角速度变化率之间的偏差；以及第四乘法器，用来用一常数乘计算的偏差，并把所乘的偏差反馈到所述估算角加速度改变率计算装置的所述第一加法器。此外，最好还包括角速度变化率反馈装置，它包括：第三加法器，用来计算实际的角速度变化率和估算的角速度变化率之间的偏差，以及连接在所述第一乘法器和所述第二乘法器之间的第四加法器；以及第五乘法器，用来用一常数乘计算的偏差，并把所乘的偏差反馈给所述估算的角加速度变化率计算装置的所述第四加法器，此外，最好所述电力稳定装置还包括角速度变化率反馈装置，它包括：连接在所述第一乘法器和所述第二乘法器之间的第四加法器；第八加法器，用来计算实际的角速度变化率和估算的角速度变化率之间的偏差；第十乘法器，用来用一常数乘计算的偏差，从而把乘得的偏差反馈给所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发电机的功率稳定装置，用来向自动电压调节器（３）输入一个电压调节信号（ｅ），作为辅助信号用来把发电机的端电压控制为目标电压（Ｖ↓［ｏ］），该装置包括：角加速度观测器（１），用来根据发电机的至少一个稳定信号变化率计算发电机估算的角 加速度变化率（Δａｓ）；以及功率稳定器电路（２），用来根据由所述角加速度观测器（１）计算的估算的角加速度变化率的值（Δａｓ）计算施加于自动电压调节器（３）的校正电压调节信号（ｅ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1994-11-15 304246/1994;JP 1994-11-28 316105/941.一种用于发电机的功率稳定装置，用来向自动电压调节器(3)输入一个电压调节信号(e)，作为辅助信号用来把发电机的端电压控制为目标电压(Vo)，该装置包括：角加速度观测器(1)，用来根据发电机的至少一个稳定信号变化率计算发电机估算的角加速度变化率(△as)；以及功率稳定器电路(2)，用来根据由所述角加速度观测器(1)计算的估算的角加速度变化率的值(△as)计算施加于自动电压调节器(3)的校正电压调节信号(e)。2.如权利要求1的发电机的功率稳定装置，其中所述的发电机的稳定信号变化率是有效功率变化率(△P)和角速度变化率(△ω)。3.如权利要求2的发电机的功率稳定装置，其中所述角加速度观测器(1)包括：估算的角加速度变化率计算装置(11)，用来根据有效功率变化率(△P)计算估算的角速度变化率(△ωs)，估算的相位差角变化率(△δs)，估算的阻尼力(D△ωs)，以及估算的有效功率变化率(△Ps)，从而获得用于再现功率波动的估算的角加速度变化率(△as)；以及有效功率变化率反馈装置(12)，用来计算有效功率变化率(△P)和估算的有效功率变化率(△Ps)之间的偏差信号，并用于反馈计算的偏差信号到所述角加速度变化率估算装置(11)。4.如权利要求3的发电机的功率稳定装置，其中所述估算的角加速度变化率计算装置(11)包括：第一加法器(4a)，响应有效功率变化率(△P)和反馈信号，用来计算估算的角加速度变化率(△as)；第一积分器(5a)，用来积分估算的角加速度变化率，从而获得角速度变化率(△ωs)；第二积分器(5b)，用来积分估算的角加速度变化率(△ωs)，从而获得估算的相位差角变化率(△δs)；第一乘法器(6a)，用来用一常数(D)乘以角速度变化率(△ωs)，从而获得估算的阻尼力(D△ωs)；以及第二乘法器(6b)，用来用一常数(K1)乘以估算的相位差角变化率(△δs)，从而获得估算的有效功率变化率(△Ps)。5.如权利要求4的发电机功率稳定装置，其中所述有效功率变化率反馈装置(12)包括：第二加法器(4b)，用来计算有效功率变化率(△P)和估算的有效功率变化率(△Ps)之间的偏差；以及第三乘法器(7a)，用来用一常数(L1)乘以计算的偏差，并把乘得的偏差信号反馈给所述估算的角加速度变化率计算装置(11)的所述第一加法器(4a)。6.如权利要求4的发电机的功率稳定装置，其中还包括角速度变化率反馈装置(13)，它包括：第三加法器(4c)，用来计算实际的角速度变化率(△ω)和估算的角速度变化率(△ωs)之间的偏差；以及第四乘法器(7b)，用来用一常数(L2)乘以计算的偏差，并把被乘的偏差反馈给所述估算角加速度变化率计算装置(11)的所述第一加法器(4a)。7.如权利要求4的发电机的功率稳定装置，其中还包括角速度变化率反馈装置(13)，它包括：第三加法器(4c)，用来计算实际的角速度变化率(△ω)和估算的角速度变化率(△ωs)之间的偏差；第四加法器(4d)，连接在所述第一(5a)和所述第二积分器(5b)之间；以及第五乘法器(7c)，用来用一常数(L3)乘以计算的偏差，并把被乘过的偏差反馈给所述估算角加速度变化率计算装置(11)的所述第四加法器(4d)。8.如权利要求4的发电机的功率稳定装置，其中还包括角速度变化率反馈装置(13)，它包括：第四加法器(4d)，连接在所述第一积分器(5a)和所述第二积分器(5b)之间；第八加法器(4h)，用来计算实际的角速度变化率(△ω)和估算的角速度变化率(△ωs)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木康夫，榊吉孝，高桥真一郎，高木幸三，上村洋市，宫崎保幸，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]