一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元，还包括有定子过负荷限制单元（其中包括定子过流限制、最大无功限制两种）。所述的低励限制单元输出可连接至PID调节单元前高比门的输入端或PID调节单元后高比门的输入端或电压叠加点，所述的过励限制单元输出连接至PID调节单元前低比门的输入端或PID调节单元后低比门的输入端，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至PID调节单元前低比门的输入端或PID调节单元后低比门的输入端或电压叠加点。本发明建立的过励限制、低励限制、定子过负荷限制单元三类模型，可满足多种接入方式的要求，经仿真测试，所建模型动作稳定可靠，定值准确，与装置实测特性相符，满足工程应用要求。此外本模型也可供进行励磁系统仿真研究的技术人员参考使用。
【专利说明】一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电机励磁系统，尤其涉及一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统。
【背景技术】
[0002]当前我国电力系统分析中，普遍采用的是PASAP或BPA综合稳定分析系统，程序中励磁系统模型提供有两种限制模型:过励限制、低励限制。
[0003]但综稳程序中所提供的限制模型在结构及功能上与实际励磁装置存在许多不同，主要有:
[0004]1、模型结构不相符:大多数调节器限制单元是接入点在PID调节环节前(少数在PID调节环节后)，接入方式有通过竞比门接入，也有直接接接至电压叠加点；而综稳程序只提供了通过竞比门接在PID调节环节后一种方式。
[0005]2、模型原理与实际不一致，使仿真计算的动作特性与实际不符，有些参数物理意义不明确，使用不便。
[0006]3、缺少发电机定子过负荷限制模型。
[0007]鉴于以上原因，目前实际进行系统计算时一般不考虑限制单元的作用，这使得在大扰动、长过程的系统分析研究因未计及限制单元等非线性因素的影响，使计算结果存在偏差。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，能够动作稳定可靠，定值准确，与装置实测特性相符，满足工程应用要求。
[0009]本发明采用下述技术方案:一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元，还包括有定子过负荷限制单元，所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机无功和发电机机端电流，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至PID调节单元前第一低比门，第一低比门的输出端连接第二低比门输入端，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门，高比门的输出至第二低比门，第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS单元输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元,功率放大单元输出发电机转子电压。
[0010]所述的定子过负荷限制单元为定子过流限制单元，定子过流限制单元包括有计算热积累单元、过热值达定值判断单元、允许再次过流判断单元，发电机机端电流输入至电流测量环节，电流测量环节的输出同时至校正环节和计算热积累单元，校正环节的输出和定子电流限制给定值输出至第四加法器，第四加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至第五加法器，无功给定值输出至第五加法器，第五加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第七乘法器，定子电流或无功调节选择单元的输出至比例环节，比例环节输出至开放或闭锁定子电流限制输出单元；计算热积累单元的输出至过热值达定值判断单元和再次过流判断单元，过热值达定值判断单元的输出至再次过流判断单元和定子电流或无功调节选择单元、开放或闭锁定子电流限制输出单元，开放或闭锁定子电流限制输出单元输出至PID调节单元前第一低比门。
[0011]本发明还公开了另一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元,还包括有定子过负荷限制单元,所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机有功、发电机无功，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至电压叠加点加法器，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门，高比门的输出至第二低比门，第一低比门的输出端连接所述第二低比门的输入端，所述第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元，功率放大单元输出发电机转子电压。
[0012]所述的定子过负荷限制单元采用最大无功限制单元，最大无功限制单元包括有最大无功限制定值表，发电机有功输入至有功测量环节，有功测量环节输出至最大无功限制定值表，最大无功限制定值表输出至滤波环节，滤波环节输出至第六加法器和第七加法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节输出至第六加法器和第七加法器，第六加法器的输出至限制器是否达到定值判断单元，限制器是否达到定值判断单元的输出通过限制器动作延时计时单元至返回单元，返回单元的输出至第二乘法器，第七加法器的输出通过校正环节至第二乘法器，第二乘法器的输出至电压叠加点加法器。
[0013]本发明还公开了又一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元,还包括有定子过负荷限制单元,所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机无功和发电机机端电流，所述的定子过流限制单元的输出连接至PID调节单元后的低比门的输入端，PID调节单元前的第一低比门的输出端连接第二低比门的输入端，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门，高比门的输出至第二低比门，第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元，功率放大单元输出发电机转子电压。
[0014]所述的定子过负荷限制单元采用定子过流限制单元，定子过流限制单元包括有计算热积累单元、过热值达定值判断单元、允许再次过流判断单元，发电机机端电流输入至电流测量环节，电流测量环节的输出同时至校正环节和计算热积累单元，校正环节的输出和定子电流限制给定值输出至第四加法器，第四加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至第五加法器，无功给定值输出至第五加法器，第五加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第七乘法器，定子电流或无功调节选择单元的输出至比例环节，比例环节输出通过调节环节至开放或闭锁定子电流限制输出单元；计算热积累单元的输出至过热值达定值判断单元和再次过流判断单元，过热值达定值判断单元的输出至再次过流判断单元和定子电流或无功调节选择单元、开放或闭锁定子电流限制输出单元，开放或闭锁定子电流限制输出单元输出至PID调节单元后低比门。
[0015]其中所述的低励限制单元可以实现为:包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表、开放或闭锁低励限制输出单元，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第三乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第三乘法器，第三乘法器的输出通过滤波环节输出至第八加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第八加法器，第八加法器的输出至开放或闭锁低励限制输出单元和第四乘法器，开放或闭锁低励限制输出单元的输出至第四乘法器和第九加法器，第四乘法器的输出至比例环节，比例环节的输出至第九加法器，第九加法器的输出至PID调节单元前高比门。
[0016]其中所述的低励限制单元还可以实现为:包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表、开放或闭锁低励限制输出单元，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第三乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第三乘法器，第三乘法器的输出通过滤波环节输出至第八加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第八加法器，第八加法器的输出至开放或闭锁低励限制输出单元和第四乘法器，开放或闭锁低励限制输出单元的输出至第四乘法器和第九加法器，第四乘法器的输出至比例环节，比例环节的输出通过调节环节至第九加法器，第九加法器的输出至PID调节单元后高比门。
[0017]其中所述的低励限制单元还可以实现为:包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第五乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第五乘法器，第五乘法器的输出通过滤波环节输出至第十加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第十加法器，第十加法器的输出通过校正环节输出至电压信号叠加点加法器。
[0018]其中所述的过励限制单元可以实现为:包括有电流给定值选择单元、计算热积累单元、瞬时电流达顶值判断单元、过热值达定值判断单元、顶值或过励动作判断单元、允许再次过励判断单元、开放或闭锁过励输出单元，转子电流输入到测量环节，测量环节的输出同时输入到校正环节、瞬时电流达顶值判断单元和计算热积累单元，所述的校正环节的输出至第二加法器，电流给定值选择单元也输出至第二加法器，第二加法器的输出至第一乘法器，所述的计算热积累单元的输出同时至过热值达定值判断单元和再次过励判断单元，过热值达定值判断单元的输出同时至开放或闭锁过励输出单元中的或门、再次过励判断单元中的与非门，所述的瞬时电流达定值判断单元的输出同时至顶值或过励动作判断单元的非门、开放或闭锁过励输出单元中的或门，开放或闭锁过励输出单元中或门的输出至第一乘法器，第一乘法器的输出至比例单元，比例单元的输出至第三加法器，第三加法器的输出端至PID调节单元前第一低比门。
[0019]其中所述的过励限制单元还可以实现为:包括有电流给定值选择单元、计算热积累单元、瞬时电流达顶值判断单元、过热值达定值判断单元、顶值或过励动作判断单元、允许再次过励判断单元、开放或闭锁过励输出单元，转子电流输入到测量环节，测量环节的输出同时输入到校正环节、瞬时电流达顶值判断单元和计算热积累单元，所述的校正环节的输出至第二加法器，电流给定值选择单元也输出至第二加法器，第二加法器的输出至第一乘法器，所述的计算热积累单元的输出同时至过热值达定值判断单元和再次过励判断单元，过热值达定值判断单元的输出同时至开放或闭锁过励输出单元中的或门和再次过励判断单元中的与非门，所述的瞬时电流达定值判断单元的输出同时至顶值或过励动作判断单元的非门和开放或闭锁过励输出单元中的或门，或门的输出至第一乘法器，第一乘法器的输出至比例单元，比例单元的输出通过调节单元至第三加法器，第三加法器的输出端至PID调节单元后低比门。
[0020]本发明在研究多种励磁系统限制单元工作原理及实测特性的基础上，建立了过励限制、低励限制、定子过负荷限制(其中包括定子过流限制、最大无功限制两种)三类模型，并分别给出了单元输出经高(低)比门接至PID调节环节前、PID调节环节后及接至电压叠加点等多种方式下的模型结构及参数，可根据实际装置进行选择。经仿真测试，所建模型动作稳定可靠，定值准确，与装置实测特性相符，满足工程应用要求；在电力系统分析中考虑限制单元模型的影响后，使分析结果更符合实际，可避免或减少由于计算结果的偏差带来的电力系统稳定问题，为正确指导电力系统发展规划和安全生产运行具有重要意义。此外本模型也可供进行励磁系统仿真研究的技术人员参考使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为包含本发明的限制单元的(自并励)发电机励磁系统模型图；
[0022]图2为过励限制单元的结构示意图；
[0023]图3为定子过流限制单元结构示意图；
[0024]图4为最大无功限制单元结构示意图；
[0025]图5为低励限制单元接至高比门的结构示意图；
[0026]图6为低励限制单元接至电压叠加点的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]本发明在研究多种励磁系统限制单元工作原理及实测特性的基础上，建立了过励限制、低励限制、定子过负荷限制(其中包括定子过流限制、最大无功限制两种)模型，并分别给出了各单元输出经高(低)比门接至PID调节单元前、PID调节单元后及接至电压叠加点等多种方式下的模型结构及参数，可根据实际装置进行选择，三个限制单元的输出点可以在实线和虚线间任意选择，任意组合。各限制单元的接入方式见图1(图1是整个发电机励磁系统模型)所示，除了三个限制单元，其它各单元均是现有技术。经仿真测试，所建模型动作稳定可靠，定值准确，与装置实测特性相符，满足工程应用要求。
[0028]实施例一:如图1所示，本发明提供了一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、定子过负荷限制单元、PID调节单元、功率放大单元。所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机有功P、发电机无功Q和发电机机端电流It，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至PID调节单元前的低比门LVl输入端，低比门LVl的输出端连接到PID调节单元前的低比门LV2的输入端，发电机机端电压Vt和发电机无功Q输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值Vref也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门HV1，高比门HVl的输出至低比门LV2，低比门LV2的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经低比门LV3、高比门HV2后至功率放大单元,功率放大单元输出发电机转子电压EfcL
[0029]如图3所示，定子过流限制单元为定子过负荷限制的一种类型。定子过流限制单元包括有计算热积累单元、过热值达定值判断单元、允许再次过流判断单元，发电机机端电流It输入至电流测量环节，电流测量环节的输出同时至校正环节和计算热积累单元，校正环节的输出和定子电流限制给定值输出至第四加法器，第四加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器。发电机无功Q输入至无功测量环节，无功测量环节的输出和无功给定值输出至第五加法器，第五加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第七乘法器，定子电流或无功调节选择单元的输出至比例环节，比例环节输出至开放或闭锁定子电流限制输出单元的加法器。计算热积累单元的输出至过热值达定值判断单元和允许再次过流判断单元，过热值达定值判断单元的输出至允许再次过流判断单元的与非门(此与非门与过热值达定值判断单元的乘法器连接)、定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器、开放或闭锁定子电流限制输出单元的非门，非门的输出端和闭锁值E至乘法器，乘法器的输出至加法器，加法器的输出至第一低比门LVl输入端。
[0030]所述的过励限制单元可连接到PID调节单元前的低比门LVl或PID调节单元后低比门LV3。如图2所示为过励限制单元连接到PID调节单元前的低比门LVl的结构图，所述的过励限制单元包括有计算热积累单元、瞬时电流达顶值判断单元、过热值达定值判断单元、顶值或过励动作判断单元、允许再次过励判断单元、开放或闭锁过励输出单元，转子电流Ifd输入到测量环节，测量环节的输出同时输入到校正环节、瞬时电流达顶值判断单元和计算热积累单元，其中所述的校正环节的输出和电流给定值选择单元输出共同至第二加法器，第二加法器的输出至第一乘法器。所述的计算热积累单元的输出同时至过热值达定值判断单元的加法器和允许再次过励判断单元，过热值达定值判断单元的输出同时至开放或闭锁过励输出单元中的或门、允许再次过励判断单元中的与非门、顶值或过励动作判断单元的或门，所述顶值或过励动作判断单元的或门输出至电流给定值选择单元。所述的瞬时电流达定值判断单元同时输出至顶值或过励动作判断单元的非门、开放或闭锁过励输出单元中的或门，开放或闭锁过励输出单元中的或门的输出至第一乘法器，第一乘法器的输出至比例单元，比例单元的输出至第三加法器，开放或闭锁过励输出单元中乘法器的输出也至第三加法器，第三加法器的输出至PID调节单元前低比门LVl。
[0031]当过励限制单元连接到PID调节单元后低比门LV3时，只需在图2中的比例环节的输出和第三加法器的输入之间加上调节环节即可，其它与图2相同。
[0032]所述的低励限制单元可连接到PID调节单元前的高比门HV1，或PID调节单元后高比门HV2，也可连接在电压叠加点加法器。如图5所示为低励限制单元连接到PID调节单元前高比门HVl的结构图，所述的低励限制单元包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表单元、开放或闭锁低励限制输出单元，发电机机端电压Vt输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第三乘法器。发电机有功P输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表单元，低励限制定值表单元输出至第三乘法器，第三乘法器的输出通过滤波环节输出至第八加法器；发电机无功Q输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第八加法器，第八加法器的输出至开放或闭锁低励限制输出单元和第四乘法器，第四乘法器的输出至比例环节，比例环节的输出至第九加法器，开放或闭锁低励限制输出单元的输出至第四乘法器和第九加法器，第九加法器的输出至PID调节单元前的高比门HV1。
[0033]当低励限制单元连接到PID调节单元后高比门HV2时，只需把图5中的比例环节的输出和第二加法器的输入之间加上调节环节即可，其它与图5中结构一样。
[0034]如图6所示为低励限制单元连接在电压叠加点加法器的结构图，此时低励限制单元包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表单元，发电机机端电压Vt输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第五乘法器；发电机有功P输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表单元，低励限制定值表单元输出至第五乘法器，第五乘法器的输出通过滤波环节输出至第十加法器；发电机无功Q输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第十加法器，第十加法器的输出通过校正环节输出至电压信号叠加点加法器。
[0035]实施例二:本发明公开了一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，与实施例一不同的是定子过负荷限制单元采用的是最大无功限制单元，最大无功限制单元输出是连接在电压叠加点加法器，其它与实施例一相同。
[0036]接至电压叠加点加法器的最大无功限制单元的结构如图4所示，最大无功限制单元包括有最大无功限制定值表、限制器是否达到定值判断单元、限制器动作延时计时单元、返回单元，发电机有功P输入至有功测量环节，有功测量环节输出至最大无功限制定值表，最大无功限制定值表输出至滤波环节，滤波环节输出至第六加法器和第七加法器，发电机无功Q输入至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节I输出至第六加法器和第七加法器，第六加法器的输出至限制器是否达到定值判断单元，限制器是否达到定值判断单元的输出通过限制器动作延时计时单元至返回单元；第七加法器的输出通过校正环节2至第二乘法器，所述返回单元的输出也至第二乘法器，第二乘法器的输出至电压叠加点加法器。
[0037]实施例三:本发明公开了一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，与实施例一不同的是定子过流限制单元不是连接在PID调节单元前的低比门LVl的输入端，而是连接在PID调节单元后的低比门LV3的输入端。此时的定子过流限制单元与图3中的定子过流限制单元的区别在于:此定子电流限制单元需要在比例环节和第二加法器之间增加调节环节，其它均与实施例一相同。
[0038]以下对每个限制单元的原理进行说明:
[0039]一、过励限制单元功能说明
[0040]过励限制单元的输出分两种情况:一种接至PID调节单元前低比门LV1，一种接至PID调节单元后低比门LV3。如图2所示，过励限制(包括顶值限制)动作(过励限制动作指转子热积累达到整定值)后，励磁控制方式由AVR调节器(自动电压调节方式)转为转子电流闭环调节方式，将转子电流限制到给定值。
[0041]1、过励限制单元输出接至PID环节单元前低比门LVl的结构图如图2所示，对图2中所示的各单元功能介绍:
[0042]①“计算热积累B’”单元:此单元内包含有乘法器、加法器、积分环节，测量环节的信号输入至乘法器，乘法器的输出和If⑴至加法器，加法器的输出经过积分环节后输出的值即为热积累B’。
[0043]B’ = / (Ifd2-1f - 2) dt，其中Ifd为实测转子电流值，If 为转子电流长期允许运行值，热积累B’可加可减，但最低不能小于O。
[0044]②“过热值达定值判断”单元:此单元包含有加法器、乘法器、判断单元，允许再次过励判断单元的输出和过热系数B至此乘法器，乘法器的输出和热积累值B’至加法器，加法器的输出进行判断。
[0045]B为过热系数，即转子过热积累最大允许值B= (Ifmax2 — If 00 2) Xtmax, tmax为Ifmax下允许时间，Ifmax指转子电流最大允许值，也称顶值。
[0046]若B’ 一 B > 0，过励动作，输出为I ;B’ 一 B≤0，过励未动，输出为O。
[0047]在过励动作后，过热系数B被闭锁，确保过励一直处于动作状态，期间不允许再次过励；待过热值B’小于整定值(返回值)后，过热系数B开放，允许再次过励。
[0048]③“瞬时电流达顶值判断”单元:转子电流Ifd达到设定的顶值1.02Ifmax后，该单元瞬时将转子电流限制为Ifmax，且输出I并保持，待电流小于0.90Ifmax后输出为O。
[0049]该单元可多次动作，但当过励(过热)处于动作状态时被闭锁。
[0050]④“顶值或过励动作判断”、“电流给定值选择”单元:
[0051 ] 顶值或过励动作判断单元包括有一非门和一或门，非门的输入是瞬时电流达顶值判断单元的输出，非门的输出和过热值达定值判断单元的输出至或门，或门的输出至电流给定值选择单元。
[0052]通过判断顶值、过励的动作情况，选择不同的给定值。顶值、过励及输出逻辑真值表如下:
[0053]
【权利要求】
1.一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元，其特征在于:还包括有定子过负荷限制单元，所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机无功和发电机机端电流，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至PID调节单元前第一低比门，第一低比门的输出端连接第二低比门输入端，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门，高比门的输出至第二低比门，第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS单元输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元，功率放大单元输出发电机转子电压 。
2.根据权利要求1所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的定子过负荷限制单元为定子过流限制单元，定子过流限制单元包括有计算热积累单元、过热值达定值判断单元、允许再次过流判断单元，发电机机端电流输入至电流测量环节，电流测量环节的输出同时至校正环节和计算热积累单元，校正环节的输出和定子电流限制给定值输出至第四加法器，第四加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至第五加法器，无功给定值输出至第五加法器，第五加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第七乘法器，定子电流或无功调节选择单元的输出至比例环节，比例环节输出至开放或闭锁定子电流限制输出单元；计算热积累单元的输出至过热值达定值判断单元和再次过流判断单元，过热值达定值判断单元的输出至再次过流判断单元和定子电流或无功调节选择单元、开放或闭锁定子电流限制输出单元，开放或闭锁定子电流限制输出单元输出至PID调节单元前第一低比门。
3.一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元，其特征在于:还包括有定子过负荷限制单元，所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机有功、发电机无功，所述的定子过负荷限制单元的输出连接至电压叠加点加法器，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高比门，高比门的输出至第二低比门，第一低比门的输出端连接所述第二低比门的输入端，所述第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元，功率放大单元输出发电机转子电压。
4.根据权利要求3所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的定子过负荷限制单元采用最大无功限制单元，最大无功限制单元包括有最大无功限制定值表，发电机有功输入至有功测量环节，有功测量环节输出至最大无功限制定值表，最大无功限制定值表输出至滤波环节，滤波环节输出至第六加法器和第七加法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节输出至第六加法器和第七加法器，第六加法器的输出至限制器是否达到定值判断单元，限制器是否达到定值判断单元的输出通过限制器动作延时计时单元至返回单元，返回单元的输出至第二乘法器，第七加法器的输出通过校正环节至第二乘法器，第二乘法器的输出至电压叠加点加法器。
5.一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，包括低励限制单元、过励限制单元、PID调节单元、功率放大单元，其特征在于:还包括有定子过负荷限制单元，所述的定子过负荷限制单元的输入有发电机无功和发电机机端电流，所述的定子过流限制单元的输出连接至PID调节单元后的低比门的输入端，PID调节单元前的第一低比门的输出端连接第二低比门的输入端，发电机机端电压和发电机无功输入至调差单元，调差单元输出至第一加法器，电压给定值也输入至第一加法器，第一加法器的输出端输入至PID调节单元前的高t匕门，高比门的输出至第二低比门，第二低比门的输出端连接至电压叠加点加法器，PSS输出至电压叠加点加法器，电压叠加点加法器的输出至PID调节单元，PID调节单元输出经PID调节单元后的低比门、高比门至功率放大单元，功率放大单元输出发电机转子电压。
6.根据权利要求5所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的定子过负荷限制单元采用定子过流限制单元，定子过流限制单元包括有计算热积累单元、过热值达定值判断单元、允许再次过流判断单元，发电机机端电流输入至电流测量环节，电流测量环节的输出同时至校正环节和计算热积累单元，校正环节的输出和定子电流限制给定值输出至第四加法器，第四加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第六乘法器，发电机无功输入至无功测量环节，无功测量环节输出至第五加法器，无功给定值输出至第五加法器，第五加法器的输出至定子电流或无功调节选择单元的第七乘法器，定子电流或无功调节选择单元的输出至比例环节，比例环节输出通过调节环节至开放或闭锁定子电流限制输出单元；计算热积累单元的输出至过热值达定值判断单元和再次过流判断单元，过热值达定值判 断单元的输出至再次过流判断单元和定子电流或无功调节选择单元、开放或闭锁定子电流限制输出单元，开放或闭锁定子电流限制输出单元输出至PID调节单元后低比门。
7.根据权利要求2或4或6所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的低励限制单元包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表、开放或闭锁低励限制输出单元，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第三乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第三乘法器，第三乘法器的输出通过滤波环节输出至第八加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第八加法器，第八加法器的输出至开放或闭锁低励限制输出单元和第四乘法器，开放或闭锁低励限制输出单元的输出至第四乘法器和第九加法器，第四乘法器的输出至比例环节，比例环节的输出至第九加法器，第九加法器的输出至PID调节单元前高比门。
8.根据权利要求2或4或6所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的低励限制单元包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表、开放或闭锁低励限制输出单元，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第三乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第三乘法器，第三乘法器的输出通过滤波环节输出至第八加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第八加法器，第八加法器的输出至开放或闭锁低励限制输出单元和第四乘法器，开放或闭锁低励限制输出单元的输出至第四乘法器和第九加法器，第四乘法器的输出至比例环节，比例环节的输出通过调节环节至第九加法器，第九加法器的输出至PID调节单元后高比门。
9.根据权利要求2或4或6所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的低励限制单元包括机端电压低补偿单元、低励限制定值表，发电机机端电压输入至电压测量环节，电压测量环节的输出至机端电压低补偿单元，机端电压低补偿单元输出至第五乘法器，发电机有功输出至有功测量环节，有功测量环节输出至低励限制定值表，低励限制定值表输出至第五乘法器，第五乘法器的输出通过滤波环节输出至第十加法器；发电机无功输出至无功测量环节，无功测量环节输出至校正环节，校正环节的输出至第十加法器，第十加法器的输出通过校正环节输出至电压信号叠加点加法器。
10.根据权利要求7或8或9所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的过励限制单元包括有电流给定值选择单元、计算热积累单元、瞬时电流达顶值判断单元、过热值达定值判断单元、顶值或过励动作判断单元、允许再次过励判断单元、开放或闭锁过励输出单元，转子电流输入到测量环节，测量环节的输出同时输入到校正环节、瞬时电流达顶值判断单元和计算热积累单元，所述的校正环节的输出至第二加法器，电流给定值选择单元也输出至第二加法器，第二加法器的输出至第一乘法器，所述的计算热积累单元的输出同时至过热值达定值判断单元和再次过励判断单元，过热值达定值判断单元的输出同时至开放或闭锁过励输出单元中的或门、再次过励判断单元中的与非门，所述的瞬时电流达定值判断单元的输出同时至顶值或过励动作判断单元的非门、开放或闭锁过励输出单元中的或门，开放或闭锁过励输出单元中或门的输出至第一乘法器，第一乘法器的输出至比例单元，比例单元的输出至第三加法器，第三加法器的输出端至PID调节单兀前第一低比门。
11.根据权利要求7或8或9所述的一种包含有多类型限制单元的发电机励磁系统，其特征在于:所述的过励限制单元包括有电流给定值选择单元、计算热积累单元、瞬时电流达顶值判断单元、过热值达定值判断单元、顶值或过励动作判断单元、允许再次过励判断单元、开放或闭锁过励输出单元，转子电流输入到测量环节，测量环节的输出同时输入到校正环节、瞬时电流达顶值判断单元和计算热积累单元，所述的校正环节的输出至第二加法器，电流给定值选择单元也输出至第二加法器，第二加法器的输出至第一乘法器，所述的计算热积累单元的输出同时至过热值达定值判断单元和再次过励判断单元，过热值达定值判断单元的输出同时至开放或闭锁过励输出单元中的或门和再次过励判断单元中的与非门，所述的瞬时电流达定值判断单元的输出同时至顶值或过励动作判断单元的非门和开放或闭锁过励输出单元中的或门，或门的输出至第一乘法器，第一乘法器的输出至比例单元，比例单元的输出通过调节单元至第三加法器，第三加法器的输出端至PID调节单元后低比门。
【文档编号】H02P9/14GK103516274SQ201310444782
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】陈强, 王骅, 王君亮, 徐鹏煜, 栗占伟, 许立长 申请人:国家电网公司, 国网河南省电力公司电力科学研究院