一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法及系统技术方案

本公开属于谐波分析与建模技术领域，具体提供了一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法及系统，对抽水蓄能电站负荷的谐波模型进行等效建模,快速等效方法主要包括负荷回路模型等效和动态谐波模块构建，该等效模型将抽水蓄能电站谐波负荷模型中静止变频器的晶闸管逆变桥与同步电机等效为直流电机，从而降低抽水蓄能电站谐波分析难度。该方法不仅能简化静止变频起动模型的搭建过程，还能简化控制过程，规避了抽水蓄能电站暂态和稳态谐波模型建模时建模的难度大，需要位置检测、断续换向和自然换向等复杂换向控制的问题，同时解决了仿真时间长使研究人员工作效率相对较低的问题。真时间长使研究人员工作效率相对较低的问题。真时间长使研究人员工作效率相对较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法及系统


[0001]本公开涉及谐波分析与建模
，特别涉及一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法及系统。

技术介绍

[0002]抽水蓄能电站是在电力负荷低谷时将剩余电能转化为势能，在电力负荷高峰期将势能转化为电能的水电站，抽水蓄能电站的水轮机属于大型同步电机，采用静止变频软起动是最佳的选择，软起动的原理是通过控制晶闸管变频装置即静止变频器，产生频率由零到额定值变化的交流电，通过频率变化的交流电使电机同步加速起动。
[0003]在研究抽水蓄能电站所产生的谐波问题时，谐波负荷模型建模难度相对较大，在建模过程中存在位置检测、断续换向和自然换向等换向控制问题。

技术实现思路

[0004]本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法及系统。
[0005]第一方面，本公开提供了一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，包括：
[0006]获取抽水蓄能电站的负荷，所述负荷包含静止变频器和同步电机，所述静止变频器由移相变压器、晶闸管12脉波整流桥、平波电抗器和晶闸管逆变桥；
[0007]将静止变频器的晶闸管逆变桥与同步电机等效为直流电机；晶闸管12脉波整流桥分别与移相变压器、平波电抗器和晶闸管脉冲驱动器相连接，移相变压器与电网相连接，平波电抗器与直流电机相连接。
[0008]优选地，等效后的所述直流电机的控制模块包括速度调节器、电流调节器、速度传感器、电流传感器、第一限幅模块、第二限幅模块、脉冲生成模块、晶闸管脉冲驱动器。
[0009]优选地，所述速度调节器由PI控制器组成，电流调节器由PI控制器组成，脉冲生成模块由电压锁相模块、正弦矩阵生成模块、输入信号和比较器组成。
[0010]优选地，所述电压锁相模块利用A，B，C三相电压信号锁定相位信息，所述正弦矩阵生成模块利用锁相得到的相位信息生成正弦矩阵，正弦矩阵与限幅值相乘得到正弦载波信号，输入信号与正弦载波信号通过比较器比较，得到输出。
[0011]优选地，所述方法还包括：
[0012]将转速信号与速度采集器反馈值进行相减，误差送入速度调节器；
[0013]速度调节器输出的结果经第一限幅模块后得到控制给定值v1；
[0014]将控制给定值v1与电流采集器反馈值进行相减，相减的结果送入电流调节器；
[0015]电流调节器输出的结果经第二限幅模块后得到控制给定值i1，
[0016]所述控制给定值i1经过脉冲生成模块得到触发角α，并将触发角α送入晶闸管脉冲驱动器，控制晶闸管12脉波整流桥进行整流。
[0017]优选地，所述方法还包括：
[0018]先令转速信号为额定值转速，当转速到达额定值时，让转速信号控制指令回归到零。
[0019]第二方面，本公开提供了一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效系统，所述系统可用于实现上述抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，所述系统包括：
[0020]负荷获取模块，配置为获取抽水蓄能电站的负荷，所述负荷包含静止变频器和同步电机，所述静止变频器由移相变压器、晶闸管12脉波整流桥、平波电抗器和晶闸管逆变桥；
[0021]等效连接模块，配置为将静止变频器的晶闸管逆变桥与同步电机等效为直流电机；晶闸管12脉波整流桥分别与移相变压器、平波电抗器和晶闸管脉冲驱动器相连接，移相变压器与电网相连接，平波电抗器与直流电机相连接。
[0022]第三方面，本公开提供了一种电子设备，其中，包括：
[0023]一个或多个处理器；
[0024]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0025]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法。
[0026]本专利技术提出一种快速等效的方法，不仅能简化谐波负荷模型的搭建，还能简化控制过程。
附图说明
[0027]图1是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷实际模型图；
[0028]图2是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷快速等效模型图；
[0029]图3是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷实际模型电网侧单相电流波形图；
[0030]图4是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷实际模型电网侧三相电流波形图；
[0031]图5是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷实际模型电网侧电流谐波特征次数及THD图；
[0032]图6是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷等效模型电网侧单相电流波形图；
[0033]图7是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷等效模型电网侧三相电流波形图；
[0034]图8是本专利技术提供的抽水蓄能电站谐波负荷等效模型电网侧电流谐波特征次数及THD图。
具体实施方式
[0035]为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
[0036]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不为任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不为数量限制，而是为存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的
连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于为相对位置关系，当被描述目标的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0037]在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来为。为了清楚起见，附图中的各个部分并没有都按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
[0038]在下文中描述了本公开的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本公开。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本公开。
[0039]如图1所示，一种抽水蓄能电站谐波负荷模型，包括静止变频器和同步电机，且静止变频器由移相变压器、晶闸管12脉波整流桥、平波电抗器和晶闸管逆变桥构成。
[0040]如图2所示，一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法将回路中静止变频器的晶闸管逆变桥与同步电机等效为直流电机，包括移相变压器、晶闸管12脉波整流桥、平波电抗器和直流电机，且直流电机由控制模块控制。
[0041]直流电机控制模块包括速度调节器、电流调节器、速度传感器、电流传感器、第一限幅模块、第二限幅模块和脉冲生成模块、晶闸管脉冲驱动器。
[0042]晶闸管12脉波整流桥分别与移相变压器、平波电抗器和晶闸管脉冲驱动器相连接，移相变压器与电网相连接，平波电抗器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，其特征在于，包括：获取抽水蓄能电站的负荷，所述负荷包含静止变频器和同步电机，所述静止变频器由移相变压器、晶闸管12脉波整流桥、平波电抗器和晶闸管逆变桥；将静止变频器的晶闸管逆变桥与同步电机等效为直流电机；晶闸管12脉波整流桥分别与移相变压器、平波电抗器和晶闸管脉冲驱动器相连接，移相变压器与电网相连接，平波电抗器与直流电机相连接。2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，其特征在于，等效后的所述直流电机的控制模块包括速度调节器、电流调节器、速度传感器、电流传感器、第一限幅模块、第二限幅模块、脉冲生成模块、晶闸管脉冲驱动器。3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，其特征在于，所述速度调节器由PI控制器组成，电流调节器由PI控制器组成，脉冲生成模块由电压锁相模块、正弦矩阵生成模块、输入信号和比较器组成。4.根据权利要求3所述的抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，其特征在于，所述电压锁相模块利用A，B，C三相电压信号锁定相位信息，所述正弦矩阵生成模块利用锁相得到的相位信息生成正弦矩阵，正弦矩阵与限幅值相乘得到正弦载波信号，输入信号与正弦载波信号通过比较器比较，得到输出。5.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站谐波负荷模型快速等效方法，其特征在于，所述方法还包括：将转速信号与速度采集器反馈值进行相减，误差送入速度调节器...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏用，方品政，姜爱军，庄坚菱，王涛，薛建超，朱忠峰，张斌，姜飞，彭曦，李仲龙，
申请(专利权)人：福建仙游抽水蓄能有限公司长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：