专利名称：一种发电机组次同步振荡动态稳定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于大型发电机组次同步振荡动态稳定装置。
背景技术：
我国电网在过去一段时间内对"串补"技术应用较少，即使采用"串 补，，技术，其技术高度也较低，加之并没有因为次同步振荡问题对电网 系统造成危害的情况发生过，因此针对次同步振荡的抑制问题也没有展 开实际的研究。但是，现在随着长距离大容量输电需求的大幅上升，为 提高输电能力和输电效率而广泛采用的"串补"技术和直流输电技术， 使得次同步振荡问题已经成为严重威胁我国电网安全，且迫切需要解决 的重要难题。
因此，实有必要设计一种发电机组次同步振荡动态稳定装置以克服 现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于TCR+FC型SVC装置的发电机组 次同步振荡动态稳定装置，该装置填补了我国利用SVC技术抑制次同步 振荡的空白，可有效抑制电网系统的次同步振荡问题。
为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现
一种发电机组次同步振荡动态稳定装置，其包括依次相连的测速拒、 控制器、三相TCR、以及降压变压器；
所述测速拒与发电机组相连，并将发电机组转速信号的偏差值输出 至控制器；
所述控制器包括信号处理单元和主控单元，并且所述控制器与所述 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、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、相位校正、比例放大、加 权求和处理后，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。
作为优选实施方式，所述发电机组转速信号的偏差值为发电机组实 时转速信号与标准转速信号进行比较后得到偏差值。
作为优选实施方式，所述的滤波单元包括将转速信号的变化量经过 低通、高通滤波器滤掉低频、高频信号的低通、高通滤波器，以及对各 个次同步模态信号分别进行带通滤波处理，得到次同步模态分量的带通 滤波器。
作为优选实施方式，所述的相位校正单元用来接收滤波单元输出的 次同步模态信号，将次同步模态信号进行相位校正；所述的比例单元用 来将相位校正处理的次同步模态信号进行比例放大处理。
作为优选实施方式，所述的运算单元用来将相位校正、比例放大处 理后的次同步模态信号进行加权求和处理得到等效导纳控制量；将该等 效导纳控制量通过函数F (a)运算变为晶闸管的触发角；
所述函数F(a)关系为Br = ( 2丌-2 a+Sin2 a ) /丌coL,其中
Br —晶闸管控制电抗器TCR的等效导纳控制量
oc—晶闸管触发角
co—工频频率
L一相控电抗器的电感值。
作为优选实施方式，所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置可为 一台或多台。
作为优选实施方式，所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置可抑 制一台或多台发电机组的次同步振荡。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1) 本实用新型有效解决了电网中存在的次同步振荡问题，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。
2) 每台次同步振荡动态稳定装置可以同时抑制单台或多台发电机组 的次同步振荡。
3) 两台控制器组成的两台次同步振荡动态稳定装置可实现对两台发 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，可以通过扩展控制器的信号处理单元 完成多机转速信号的采集，其他控制器中的相关部件不变。
为了更好地理解本实用新型，请参考以下附图
图l是发电机组次同步振荡动态稳定装置的单相结构示意图2是发电机组次同步振荡动态稳定装置的整体结构图3是控制器的结构图。
具体实施方式
以下结合附图进一步叙述本实用新型的具体实施方式
。 见图1、图2, —种发电机组次同步振荡动态稳定装置，包括测速拒 3、控制器4、三相TCR5、降压变压器6，按照图1、图2所示结构示意 图挂接在发电厂的输电网中。
所述测速拒3用来测量发电机组发出的转速信号，然后将转速信号 输出至控制器4。所述控制器4包括由滤波单元、相位校正单元、比例》文 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3详细描述本实用新型的工作过程，发电机l的两路转 速信号Wal、 Wbl接入测速拒3,发电机1经由升压变压器2与500kV母 线相连，测速拒3的两路输出信号W_al, W_bl用光缆经过K1环节的光 电转换器接入控制器4，控制器4的控制信号接入三相TCR 5的信号输入 端，35kV母线I的PT接入控制器4的信号输入端，三相TCR5经由降压 变压器6^妻入500kV母线。
所述控制器4中信号要经过以下几个处理步骤
1. 光电转换环节Kl,测速根3的两路输出信号W-al, W—bl通过光 电转换器接入控制器4。
2. 比4交环节K2,在该环节得到Wal与WO偏差值AWal,及Wbl与 WO偏差j直AWbl。
3. 低通、高通滤波器环节K3，偏差值AWal及偏差值AWbl各自经 低通、高通滤波器K3滤掉低频和高频信号。
4. 带通滤波器环节K4，经过此环节可得到对应每个次同步;f莫态的信号。
5. 相位校正环节K5，对应每个次同步才莫态频率的相位校正环节，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。
6. 比例放大环节K6，此环节为各个次同步^^莫态最终加权求和处理的 权值设定部分。
7. 加^又求和环节K7和》文大环节K8，经过加片又求和环节K7之后所有 发电机组轴系所产生的次同步振荡模态分量均已经通过加权求和的方式 检测出来。结合图3所示，也就是Bral和Brbl在各自的加权求和环节 K7之后还需要取平均值得到等效导纳控制量Br,然后经放大环节K8，再 进入K9环节。
8. 函数环节K9，得到的等效导纳控制量Br经过函数F(cc)变为晶 闸管触发角，控制器以PT信号为同步信号控制晶闸管触发角，^吏得TCR 中流过由发电机转速信号的次同步分量调制的无功电流，最终影响发电 机转速，达到抑制次同步振荡的目的。所述的函数F(ot)关系为Br = (2TT-2oc+Sin2a ) / tt coL,才艮据 该函数关系，通过晶闸管控制电抗器TCR的导纳值Br即可计算出晶闸管 的触发角。
公式中
Br —晶闸管控制电抗器TCR的等效导纳值
oc—晶闸管触发角
co—工频频率
L一相控电抗器的电感值
由于三相TCR中流过由发电机转速信号得到的次同步分量调制的无 功电流，该电流输入500KV高压电网母线，最终改变了发电机转速，进 而达到抑制次同步振荡的目的。
上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限 制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实 用新型公开的范畴。
权利要求1、一种发电机组次同步振荡动态稳定装置，其特征在于，该装置包括依次相连的测速柜、控制器、三相TCR、以及降压变压器；所述测速柜与发电机组相连，并将发电机组转速信号的偏差值输出至控制器；所述控制器包括信号处理单元和主控单元，并且所述控制器与所述三相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、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、相位校正、比例放大、加权求和处理后，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。
2、 根据权利要求l所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置，其特 征在于，所述的滤波单元包括将转速信号的变化量经过低通、高通滤波 器滤掉低频、高频信号的低通、高通滤波器，以及对各个次同步模态信 号分别进行带通滤波处理，得到次同步模态分量的带通滤波器，所述发 电机组转速信号的偏差值为发电机组实时转速信号与标准转速信号进行 比较后得到偏差值。
3、 根据权利要求2所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置，其特 征在于，所述的相位校正单元用来接收滤波单元输出的次同步模态信号， 将次同步模态信号进行相位校正；所述的比例单元用来将相位校正处理 的次同步模态信号进行比例放大处理。
4、 根据权利要求3所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置，其特 征在于，所述的运算单元用来将相位校正、比例放大处理后的次同步模 态信号进行加权求和处理得到等效导纳控制量；将该等效导纳控制量通 过函数F (a)运算变为晶闸管的触发角；所述函数F(a)关系为Br - ( 2 tt-2 a+Sin2 a ) / ttcoL，其中Br—晶闸管控制电抗器TCR的等效导纳控制量a—晶闸管触发角co—工频频率L一相控电抗器的电感值。
5、根据权利要求1-4任意一项所述的发电机组次同步振荡动态稳定 装置，其特征在于，所述的发电机组次同步振荡动态稳定装置可为一台 或多台。
专利摘要本实用新型涉及一种用于大型发电机组次同步振荡动态稳定装置和方法。该装置包括测速柜、控制器、三相TCR、降压变压器；所述测速柜与发电机组相连，并将发电机组转速信号的偏差值输出至控制器；所述控制器包括信号处理单元和主控单元，并且所述控制器与所述三相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、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。本实用新型填补了利用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。当现场有多台发电机组时，可以通过扩展控制器的信号处理单元完成多机转速信号的采集。
文档编号H02P9/00GK201430568SQ20092014915
公开日2010年3月24日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者任树东, 华 卓, 吴建忠, 孟会永, 安万洙, 强 左, 张银山, 鹏 李, 李兴旺, 李海生, 杨小田, 杨文超, 林惊涛, 武云生, 王少波, 王绍德, 王飞义, 肖述林, 贾树旺, 强 顾 申请人: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