РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для создания автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов.
Известно устройство распределения реактивной мощности синхронного генератора (Патент РФ №2220437, кл. G05F 1/30, 2002) состоящее из секционированной фазной обмотки, соединенной двумя группами ключей, управление которыми осуществляется с выходов реверсивного счетчика. Формирование сигнала на суммирующий и вычитающий входа реверсивного счетчика осуществляется с помощью блоков выделения разностных сигналов, к входам которых подключены датчики тока и напряжения, схем И, НЕ, генератора стабильных импульсов, счетчиков, задающего регистра, компараторов, линии задержки, дифференциатора, выпрямителя, фильтра, аналого-цифрового преобразователя, формирователя импульсов.
К недостаткам устройства относятся ступенчатое регулирование напряжения и распределение реактивной мощности из-за секционирования фазной обмотки, следствием которого является снижение точности регулирования, использование в качестве объекта регулирования только генераторов с секционированными фазными обмотками.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является регулятор напряжения для синхронного генератора, содержащий датчик напряжения, связанный через аналого-цифровой преобразователь с нечетким контроллером, правила в котором задаются по отклонению напряжения от заданного и скорости изменения этого отклонения. Нечеткий контроллер через цифро-аналоговый преобразователь и усилитель мощности подключен к обмотке возбуждения генератора ("Fuzzy logic-based voltage control of a synchronous generator", S.Amalte,
International Journal of Electrical Education, ISSN: 0020-7209, Volume 37, Issue 4, October 2000, pp 333-343).
Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает распределение реактивной мощности при параллельной работе синхронных генераторов, в результате чего параллельно работающие генераторы загружаются неравномерно.
Задача предлагаемой полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства за счет введения дополнительного канала регулирования для обеспечения равномерного распределения реактивной мощности параллельно работающих синхронных генераторов.
Поставленная задача достигается тем, что регулятор возбуждения синхронного генератора, содержащий датчик напряжения, аналого-цифровой преобразователь, нечеткий контроллер, цифро-аналоговый преобразователь, усилитель мощности, в отличие от прототипа снабжен дополнительным каналом регулирования возбуждения синхронного генератора, который включает в себя датчик реактивного тока, блок осреднения, сумматор цифровых сигналов и нейросетевой контроллер, обученный выдаче необходимых сигналов в зависимости от входных значений для регулирования возбуждением генератора при неравномерной загрузке параллельно работающих генераторов, при этом к выходным зажимам каждого синхронного генератора подключены датчик напряжения и датчик реактивного тока, выходы датчика напряжения через аналого-цифровой преобразователь подключены к входам нечеткого контроллера, выход датчика реактивного тока соединен с одним из входов блока осреднения реактивных токов и с первым входом нейросетевого контроллера, второй вход нейросетевого контроллера подключен к выходу блока осреднения реактивных токов, выходы нейросетевого и нечеткого контроллеров связаны с входами сумматора цифровых сигналов, выход которого через цифро-аналоговый преобразователь подключен к входу
усилителя мощности, а его выход соединен с клеммами обмотки возбуждения синхронного генератора.
Существо заявляемой полезной модели поясняется функциональной схемой, приведенной на фиг., на примере двух параллельно работающих генераторов.
Генераторы 1 и 2 подключены на параллельную работу к общей сети. Выходы датчика напряжения 3, подключенный к выходным зажимам синхронного генератора 1, через аналого-цифровой преобразователь 4 подключены к входам нечеткого контроллера 5. Выход нечеткого контроллера 5 подключен к сумматору цифровых сигналов 6, выход которого через цифро-аналоговый преобразователь 7 и усилитель мощности 8 подключен к обмотке возбуждения генератора 1. Регулятор Р2 аналогичен Р1. Входы датчиков реактивного тока 9 и 10 подключены к выходным зажимам синхронных генераторов 1 и 2, а выходы к нейросетевым контроллерам 11 и 12 соответственно, а также к блоку осреднения 13 (одному для всех генераторов), выход которого подключен к каждому нейросетевому контроллеру. Выход нейросетевого контроллера 11 подключен к сумматору цифровых сигналов 6, а выход нейросетевого контроллера 12 к аналогичному сумматору цифровых сигналов в регуляторе Р2.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При изменении напряжения синхронного генератора 1, на входы нечеткого контроллера 5 с датчика напряжения 3 через аналого-цифровой преобразователь 4 подаются сигналы пропорциональные отклонению напряжения от номинального и скорости изменения этого отклонения. Нечетким контроллером 5, согласно заданным нечетким правилам, формируется сигнал на изменение напряжения возбуждения, направленный на приведение выходного напряжения генератора к номинальному значению.
При неравномерной загрузке генераторов, датчик реактивного тока 9 формирует сигнал пропорциональный значению реактивного тока генератора
1 и подает его на первый вход нейросетевого контроллера 11. На входы блока осреднения 13 подаются сигналы с датчиков реактивных токов всех генераторов, а на выходе формируется сигнал пропорциональный среднему значению реактивных токов. Этот сигнал подается на второй вход нейросетевого контроллера 11. Нейросетевой контроллер 11, обученный выдаче необходимых сигналов для регулирования возбуждения генератора 1 при неравномерной загрузке параллельно работающих генераторов, формирует в зависимости от входных значений сигнал, который подается на сумматор 6, причем нейросетевой контроллер работает в режиме оперативного обучения, то есть переобучается и адаптируется к внешним условиям работы. Сумматор 6 складывает сигналы нечеткого и нейросетевого контроллеров и через цифро-аналоговый преобразователь 7, усилитель мощности 8 подает на обмотку возбуждения генератора 1 значение напряжения возбуждения, при котором выходное напряжения генератора приводится к заданной величине, а загрузка реактивным током параллельно работающих синхронных генераторов выравнивается.
При равномерной загрузке генераторов реактивным током, нейросетевым контроллером по равным значениям входных переменных, формируется сигнал, который не оказывает влияния на изменение напряжения возбуждения и, следовательно, регулятор работает только как стабилизатор выходного напряжение генератора.
Заявляемая полезная модель обеспечивает регулирование напряжения и равномерное распределение реактивной мощности параллельно работающих синхронных генераторов за счет введения дополнительного канала регулирования и, таким образом, расширяет функциональные возможности устройства.