一种抑制次同步振荡的控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电力系统中抑制次同步振荡的多机稳定装置和方法，该装置包括接入传统电网中的、依次相连的测速柜、控制器、三相ＴＣＲ、以及降压变压器。该控制方法是以多台发电机组的转速信号的变化量为控制量，经控制器运算通过改变ＴＣＲ系统中的晶闸管导通角，调制ＴＣＲ中流过的电流，最终影响发电机转速，达到抑制次同步振荡的目的。本发明专利技术的有益效果是：在抑制次同步振荡方面有着控制方便，结构简单，成本低廉等优点；当现场有多台发电机组时，可以通过扩展信号处理单元完成，其他控制器中的相关部件不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统中抑制次同步振荡的多机控制装置与方法。
技术介绍
随着电力系统的发展，超高压、远距离输电线路和大容量发电机组的投入运行，以 及为了提高电力系统稳定性和输电能力而采取的线路串联电容补偿和直流输电等措施，除 了伴随而来的巨大经济效益外，也给电力系统的安全稳定运行带来了新的问题，电力系统 次同步振荡就是其问题之一。串联电容补偿可能会引起电力系统的次同步谐振，进而造成汽轮发电机组的轴系 损坏。次同步振荡会造成由扭转应力使轴系损坏。轴系损坏可以由长时间的低幅值扭振积 累所致，也可由短时间的高幅值扭振所致。目前，在国内外利用TCR+FC型SVC技术抑制次同步振荡还属空白，因此，实有必要 针对大型发电厂的多台发电机组次专利技术一种抑制次同步振荡问题的装置和方法，以克服现 有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种对两台或两台以上发电机组的次同步振荡问题进行同 时抑制的装置和方法。该装置和控制方法是以多台发电机组的转速信号的变化量为控制 量，经控制器运算通过改变TCR系统中的晶闸管导通角，调制TCR中流过的电流，最终影响 发电机转速，达到抑制次同步振荡的目的。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现—种发电机组次同步振荡动态稳定装置，其特征在于，该装置包括接入传统电网 中的、依次相连的测速柜、控制器、三相TCR、以及降压变压器；其中控制器包括第一控制器与第二控制器，三相TCR包括第一三相TCR与第二三 相TCR ；所述第一控制器与第一三相TCR相连，所述第二控制器与第二三相TCR相连，并且 两者之间互相并联；所述测速柜与发电机组相连，并将多台发电机组中各发电机组的转速信号的偏差 值分别输出至第一控制器和第二控制器；所述第一控制器和第二控制器均包括信号处理单元和主控单元，并且所述第一控 制器和第二控制器与所述第一三相TCR、第二三相TCR相连，所述信号处理单元还包括滤波 单元、相位校正单元、比例放大单元、加权求和单元以及运算单元；所述三相TCR输出端接降压变压器；所述降压变压器与电网高压母线相连接；所述发电机组转速信号的偏差值经滤波单元、相位校正单元、比例放大单元、加权 求和单元处理后，通过所述运算单元换算出三相TCR的晶闸管触发角；所述主控单元以PT 信号为同步信号控制该晶闸管触发角，使得三相TCR中产生基于发电机转速信号的次同步模态调制的无功电流。一种发电机组次同步振荡动态稳定方法，其特征在于，该方法将依次相连的测速 柜、控制器、三相TCR、以及降压变压器接入传统电网中；其中控制器包括第一控制器与第二控制器，三相TCR包括第一三相TCR与第二三 相TCR ；所述第一控制器与第一三相TCR相连，所述第二控制器与第二三相TCR相连，并且 两者之间互相并联；所述测速柜与发电机组相连，并将多台发电机组中各发电机组的转速信号的偏差 值分别输出至第一控制器和第二控制器；所述第一控制器和第二控制器均包括信号处理单元和主控单元，并且所述第一控 制器和第二控制器与所述第一三相TCR、第二三相TCR相连，所述信号处理单元还包括滤波 单元、相位校正单元、比例放大单元、加权求和单元以及运算单元；所述三相TCR输出端接降压变压器；所述降压变压器与电网高压母线相连接；所述发电机组转速信号的偏差值经滤波单元、相位校正单元、比例放大单元、加权 求和单元处理后，通过所述运算单元换算出三相TCR的晶闸管触发角；所述主控单元以PT 信号为同步信号控制该晶闸管触发角，使得三相TCR中产生基于发电机转速信号的次同步 模态调制的无功电流。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是1)填补了利用SVC技术抑制次同步振荡的技术空白，在抑制次同步振荡方面有着 控制方便，结构简单，成本低廉等优点。2)每台抑制次同步振荡的装置可以同时抑制两台或两台以上的发电机组的次同 步振荡。3)两台控制器组成的两台抑制次同步振荡的装置可实现对两台或多台发电机组 的次同步振荡的抑制，当一台抑制次同步振荡的装置在检修或故障时，仍可以保证发电机 组次同步振荡得到有效控制，不影响系统运行。4)当现场有多台发电机组时，可以通过扩展信号处理单元完成，其他控制器中的 相关部件不变。附图说明为了更好地理解本专利技术，请参考以下附图图1是实施例1的结构框图；图2a是实施例1的第一控制器的详细结构框图；图2b是实施例1的第二控制器的详细结构框图；图3是实施例2的结构框图。具体实施例方式实施例1下面以连接两台发电机组为例，结合附图进一步叙述本专利技术的具体实施方式。请结合参阅图1、图2a、图2b，该发电机组次同步振荡动态稳定装置包括接入传统电网中并且顺次相连的测速柜3、第一控制器4、第二控制器5、第一三相TCR 6、第二三相 TCR 7。所述测速柜3与第一降压变压器8、第二降压变压器9。上述各部件按照图1、图2 所示结构示意图挂接在传统的输电网中。所述第一三相TCR 6和第二三相TCR 7还分别与高压电力滤波装置FC相连，在本 专利技术中高压电力滤波装置FC除了有滤波作用，还提供容性无功，为TCR提供运行的基准点。所述测速柜3用来测量发电机组发出的转速信号，然后将转速信号输出至第一控 制器4、第二控制器5。所述第一控制器4、第二控制器5包括由滤波单元、相位校正单元、 比例放大单元、运算单元构成的信号处理单元和主控单元；转速信号与标准转速信号进行 比较后得到偏差值，该偏差值经滤波、相位校正、比例放大、加权求和处理后，通过运算单元 换算出三相TCR的晶闸管触发角；主控单元以PT信号为同步信号控制晶闸管触发角，使得 TCR中产生基于发电机转速信号的次同步模态调制的无功电流。下面结合图l、2a、2b详细描述本专利技术的工作过程，发电机A和发电机B通过各自 的升压变压器与电网的500KV高压输电线相连，同时测速柜3测量发电机A和发电机B的 转速信号，并将测得的转速信号W_al，ff_bl接入所述第一控制器4，将转速信号W_a2、W_b2 接入所述第二控制器5。所述测速柜3将转速信号W_al，W_bl用光缆接入所述第一控制器4的Kl单元—— 光电转换器中，第一控制器4的控制信号接入第一三相TCR6的信号输入端，35kV母线I的 PT信号(PT信号是电压互感器的输出信号，作用是测量35KV母线电压与为设备运行提供同 步)接入第一控制器4的信号输入端，第一三相TCR6经由降压变压器接入500kV母线。同 理可知转速信号W_a2、W_b2与所述第二控制器5的连接方式，不再赘述。在所述第一控制器4中信号要经过以下几个处理步骤1.光电转换单元Kl，测速柜3的两路模拟信号W_al，ff_b 1通过光电转换器接入第 一控制器4，并输出成数字信号Wal，Wbl。2.比较单元K2，在该单元将得到Wal，Wbl与标准的发电机转速值WO进行比较，并 得到各自的偏差值Affal和Affbl03.低通、高通滤波器单元K3，偏差值AWal及偏差值Δ Wbl各自经低通、高通滤波 器Κ3滤掉低频和高频信号。4.带通滤波器单元Κ4，经过此单元可得到对应每个次同步模态的信号。5.相位校正单元Κ5，对应每个次同步模态频率的相位校正单元，与信号的整个处 理的延时和系统参数有关，相位校正的值需要经过理论计算，实验校正和检测来最终确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制次同步振荡的控制装置，其特征在于，该装置包括接入传统电网中的、依次相连的测速柜、控制器、三相ＴＣＲ、以及降压变压器；其中控制器包括第一控制器与第二控制器，三相ＴＣＲ包括第一三相ＴＣＲ与第二三相ＴＣＲ；所述第一控制器与第一三相ＴＣＲ相连，所述第二控制器与第二三相ＴＣＲ相连，并且两者之间互相并联；所述测速柜与发电机组相连，并将多台发电机组中各发电机组的转速信号的偏差值分别输出至第一控制器和第二控制器；所述第一控制器和第二控制器均包括信号处理单元和主控单元，并且所述第一控制器和第二控制器与所述第一三相ＴＣＲ、第二三相ＴＣＲ相连，所述信号处理单元还包括滤波单元、相位校正单元、比例放大单元、加权求和单元以及运算单元；所述三相ＴＣＲ输出端接降压变压器；所述降压变压器与电网高压母线相连接；所述发电机组转速信号的偏差值经滤波单元、相位校正单元、比例放大单元、加权求和单元处理后，通过所述运算单元换算出三相ＴＣＲ的晶闸管触发角；所述主控单元以ＰＴ信号为同步信号控制该晶闸管触发角，使得三相ＴＣＲ中产生基于发电机转速信号的次同步模态调制的无功电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安万洙，林惊涛，王绍德，武云生，顾强，卓华，孙寿广，王少波，李海生，孟会永，车千里，霍大渭，尤建生，杨文超，刘爱晶，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，荣信电力电子股份有限公司，陕西国华锦界能源有限责任公司，北京国电华北电力工程有限公司，陕西电力科学研究院，神华国华北京电力研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]