Устройство регулирования электроэнергетического агрегата

Авторы патента:

H02P9/10 - устройства для управления возбуждением генератора с целью ослабления вредных влияний перегрузок или переходных процессов, например при внезапном подключении, снятии или изменении нагрузки

Использование: в электроэнергетике, ветроэлектрических установках. Сущность изобретения: выходная обмотка электрогенератора выполнена в виде обмоток, число витков в которых связано соотношением N_n = N₁2^n-1 и каждая из которых включена в одну диагональ диодно-тиристорного моста 4. Вторая диагональ моста 4 зашунтирована диодом 9, катод которого связан с катодами тиристоров 7, 8 моста 4, резистором 10 и анодами диодов 15 и 16 диагонали диодного моста 14. Управляющие электроды тиристоров 7, 8 моста 4 связаны с резистором 10 и через стабилизирующий дроссель 11 подключены к катодам диодов 12, 13 первой диагонали моста 14. В другую диагональ моста 14 включена обмотка выводного трансформатора 17 счетчика 18, подключенного в компаратору 19, связанному с выходом генератора 1 и источником опорного напряжения. Диоды 9 соединены последовательно, и катод последнего из них через конденсатор 20 связан с устройством 21 регулирования загрузки дополнительных нагрузок. В результате повышается надежность путем стабилизации выходного напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к системам регулирования электроэнергетических установок, и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения ветроэлектрической установки.

Известна система регулирования нагрузки ветроэлектрической установки [1] в которой электрогенератор подключен к нагрузке через датчик тока нагрузки и регулятор величины нагрузки.

Недостатками этой системы являются низкая точность регулирования и надежности, обусловленные непосредственной зависимостью регулирования от нагрузки. Это приводит к тому, что в случае выхода из строя одного из потребителей (нагрузки) надежное регулирование становится невозможным.

Известно устройство для регулирования электроэнергетического агрегата [2] питающего основную нагрузку, содержащее устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, мощности которых связаны соотношением P_n= P₁2^n-1, включающее элементы, управляющие подключением дополнительных нагрузок и n-разрядный аналого-цифровой преобразователь.

Недостатком этой системы также является низкая надежность устройства, так как регулирование системы с помощью подключения и регулирования величиной дополнительных нагрузок недостаточно.

Задачей изобретения является повышение надежности регулирования электроэнергетической системы путем стабилизации выходного напряжения.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве регулирования электроэнергетического агрегата, содержащем электрогенератор, основную нагрузку, устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, выходная обмотка генератора выполнена в виде обмоток, число витков в которых связано соотношением N_n=N₁2^n-1 и каждая из которых включена в первую диагональ диодно-тиристорного моста к точкам соединения анод тиристора катод диода, вторая диагональ моста зашунтирована диодом, анод которого соединен с анодами диодов, а катод с катодами тиристоров этого моста, в котором катоды диодов этой диагонали через стабилизирующий дроссель соединены с другим концом резистора и управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного моста, в другую диагональ диодного моста включена обмотка трансформатора, установленного на выходе реверсивного счетчика, подключенного к компаратору, связанному с выходом генератора и источником опорного напряжения, при этом шунтирующие диоды соединены последовательно и катодами последнего через конденсатор связаны с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.

Повышение надежности регулирования в предлагаемой схеме устройства обусловлено стабилизацией выходного напряжения электроэнергетического агрегата путем отслеживания выходного напряжения генератора от номинального с помощью цепей выходной обмотки генератора, представленной в виде включаемо-отключаемых отдельных обмоток с числом витков, связанных соотношением N_n=N₁2^n-1. Это позволяет повысить точность отслеживания отклонений выходного напряжения генератора, расширить диапазон регулирования.

На чертеже представлена схема устройства регулирования электроэнергетического агрегата.

Устройство содержит электрогенератор 1 с обмоткой 2 возбуждения. Выходная обмотка 3 генератора 1 выполнена в виде обмоток 3₁.3_n. Число витков в этих обмотках связано соотношением N_n=N₁2^n-1, где N число витков в обмотке. Каждая из обмоток 3₁.3_n включена в диагональ выпрямительно-ключевого моста 4, выполненного на диодах 4, 5 и тиристорах 7, 8 в точки катод диода 5 анод тиристора 8, катод диода 6 анод тиристора 7. Параллельно другой диагонали моста 4 включен диод 9 анодом к анодам диодов 5, 6, катодом к катодам тиристоров 7, 8. Управляющий электрод тиристоров 7, 8 соединен с регистром 10 и через стабилизирующий дроссель 11 с катодом диодов 12, 13 первой диагонали выпрямительного моста 14. Аноды диодов 15, 16 моста 14 соединены с резистором 10, катодом диода 9. Ко второй диагонали моста 14 подключена обмотка трансформатора 17, вторая обмотка которого включена на выходе счетчика 18, связанного с компаратором 19. Диоды 9₁. 9_n соединены последовательно. Анод диода 9₁ связан с компаратором, а катод диода 9_n через конденсатор 20 с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда скорость ротора генератора 1 мала, тиристоры 7, 8 моста 4 открыты, диоды 9 заперты выходным напряжением диагонали моста 4. При увеличении скорости ротора, когда выходное напряжение генератора 1 выше среднего номинального уровня, сигнал с счетчика 18 отключает напряжение на какой-либо обмотке или обмотках трансформатора 17. При этом напряжение на управляющих электродах тиристоров 7, 8 уменьшается, тиристоры 7, 8 запираются, диод или диоды 9 в соответствующих цепях обмоток открываются и шунтируют обмотку или обмотки 3. ЭДС, наводящаяся в этих обмотках, уменьшается. Выходное напряжение генератора 1 соответствует номинальному значению.

Одновременно в устройстве 21 регулирования загрузки дополнительных нагрузок сравниваются частота пульсаций выпрямленного напряжения генератора 1 и частота сигнала скорости ветра. Формируются сигналы управления коммутацией нагрузок, мощность которых связана соотношением P_n= P₁2^n-1, таким образом, чтобы отношение скорости ветра и скорости ротора генератора 1 было постоянным и оптимальным.

Формула изобретения

Устройство регулирования электроэнергетического агрегата, содержащее электрогенератор, основную нагрузку, устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, отличающееся тем, что выходная обмотка генератора выполнена в виде n обмоток, число витков N в которых связано соотношением N_n N₁

2^n-1 и каждая из которых включена в первую диагональ диодно-тиристорного моста к точкам соединения анод тиристора катод диода, вторая диагональ моста защунтирована диодом, анод которого соединен с анодами диодов, а катод с катодами тиристоров этого моста, одним концом резистора и анодами диодов диагонали диодного моста, в котором катоды диодов этой диагонали через стабилизирующий дроссель соединены с другим концом резистора и управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного моста, в другую диагональ диодного моста включена обмотка трансформатора, установленного на выходе реверсивного счетчика, подключенного к компаратору, связанному с выходом генератора и источником опорного напряжения, при этом шунтирующие диоды соединены последовательно и катодом последнего через конденсатор связаны с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Изобретение относится к энергетике и, в частности, может быть использовано в схемах газотурбинных (ГТУ) и парогазовых (ПГУ) установок

Способ ограничения перегрузки генератора и его вариант // 1829104

Устройство для управления возбуждением бесконтактной синхронной машины с защитной цепью в цепи обмотки возбуждения // 1814188

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления электрическими машинами переменного тока, например, в качестве системы возбуждения бесконтактной синхронной машины

Способ ограничения перегрузки генераторов электростанции // 1786593

Изобретение относится к электротехнике, а именно к ограничению перегрузки синхронных генераторов электростанции по току возбуждения

Генераторный источник питания // 1757037

Устройство для регулирования напряжения бесщеточных синхронных генераторов // 1676062

Изобретение относится к электротехнике

Система электроснабжения постоянного тока // 1647844

Изобретение относится к электротехнике , а именно к наземным системам электропитания злектрооосрудования летательных аппаратов

Электроэнергетическая установка // 1617592

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при частотном пуске энергетических установок, содержащих турбину и генератор

Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронного двигателя с полупроводниковым возбудителем // 1601734

Изобретение относится к электротехнике

Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора с возбудителем // 1577068

Устройство для одновременного питания электрофильтров постоянным и импульсным напряжениями // 2107986

Изобретение относится к устройствам по очистке потока отходящих от ТЭЦ, металлургических и иных производств газов от пыли и вредных органических и неорганических примесей, таких, как фенол, бензол, гидрохинон, оксиды азота и серы и т.п., а именно к конструкции систем питания электрофильтров совместно постоянным и импульсным напряжением

Генератор переменного и постоянного тока // 2207693

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций

Способ управления генератором (его варианты) // 2256272

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на крупных тепловых и атомных электростанциях

Способ повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин // 2295817

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения

Электромеханическое устройство // 2453033

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления

Устройство регулирования возбуждения синхронного генератора // 2465716

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе оборудования для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию

Автоматический регулятор напряжения синхронного генератора // 2465717

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как для автоматизации процесса ввода оборудования в эксплуатацию, так и в функциональном режиме в устройствах управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, в частности, для управления возбуждением генератора с целью ослабления вредных влияний перегрузок или переходных процессов, например, при внезапном подключении, снятии или изменении нагрузки

Способ управления возбуждением синхронного электрического генератора // 2498494

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию. Технический результат - уменьшение величины и длительности переходных процессов, повышение скорости их гашения. B способе управления возбуждением генератора устанавливают коэффициенты усиления по производной тока обмотки возбуждения, по отклонениям и производным напряжения обмотки статора и частоты генератора, измеряют и осуществляют регулирование возбуждения по отклонениям указанных величин и их производным. Во время переходного процесса формируют пары обучающих векторов, состоящие из дискретных отсчетов сигналов электрического генератора и дискретных отсчетов этих сигналов, задержанных на один период дискретизации, дополняют парами указанных векторов сформированное ранее обучающее множество, исключают из нее пары векторов, включенные в нее N переходных процессов назад. Последовательным предъявлением пар векторов из обучающего множества обучают трехслойную нейронную сеть до достижения минимума среднеквадратической ошибки обучения: по весовым коэффициентам обученной нейронной сети при помощи заранее сформированной многомерной таблицы определяют коэффициенты усиления по отклонениям и производным напряжения и частоты и коэффициент усиления по производной тока обмотки возбуждения генератора, усредняют их по N переходным процессам и устанавливают в качестве параметров регулирования, где N - глубина усреднения параметров регулирования. 1 ил.

Способ настройки параметров регулятора возбуждения синхронного электрического генератора // 2498495

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию. Технический результат - обеспечение автоматической оптимизации параметров регулятора возбуждения синхронного генератора на этапе ввода оборудования в эксплуатацию без дестабилизирующего воздействия на энергосистему и без нарушения ее устойчивости. Для этого устанавливают параметры регулятора возбуждением по отклонению от уставки одного из его выходных сигналов, начальное значение критерия оптимизации параметров регулятора Е0, новое значение оптимизируемого параметра регулятора в соответствии с формулой, изменяют уставку регулируемого выходного сигнала на постоянную величину на фиксированное время, измеряют величину и длительность переходного процесса выходного сигнала генератора по указанным изменениям уставки, вычисляют новое значение критерия оптимизации Е в соответствии с формулой и устанавливают значения Е0 и параметра так, что при выполнении условия Е<Е0 или при одновременном выполнении условия: Е≥Е0 и (E-E0)/c>βi устанавливают Е0=Е, а параметр не изменяют. Иначе возвращают параметр к исходному значению. Повторяют указанные операции для других оптимизируемых параметров регулирования до уменьшения средней скорости изменения величины Е0 до заранее установленного значения, где βi - случайная величина, равномерно распределенная на интервале [0,1], с - положительная постоянная величина, определяющая скорость оптимизации параметров регулятора. 1 ил.

Система и способ демпфирования крутильного колебания без использования датчиков // 2559200

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента. Система контроллера для демпфирования крутильного колебания соединена с преобразователем, который питает электрическую машину, соединенную с цепью привода, и содержит входной интерфейс, конфигурированный для приема измеренных данных, связанных с переменными преобразователя или электрической машины, и контроллер, связанный с входным интерфейсом. Контроллер вычисляет по меньшей мере одну динамическую компоненту вращающего момента вдоль секции вала цепи привода на основании данных, полученных от входного интерфейса, генерирует данные управления для преобразователя для демпфирования крутильного колебания в механической цепи привода на основании упомянутой по меньшей мере одной динамической компоненты вращающего момента и посылает данные управления в преобразователь для модулирования активной мощности, обмен которой осуществляется между преобразователем и электрической машиной. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.