[0001] 本申请涉及发电机电气制动领域，尤其涉及一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制方法及系统。

[0002] 目前，大型水轮发电机在停机过程中广泛采用电气制动方式，其方法为：在水轮发电机组解列灭磁后，当机组转速下降至50％‑60％时，按照设定的程序，由监控系统发出电气制动投入信号，合上机组出口三相短路开关，励磁系统起励，通过恒励磁电流控制方式，向转子绕组中输入一恒定直流电流，在定子中产生感应电动势，从而产生短路电流，该电流在定子绕组中产生铜耗制动力矩，使机组减速制动停机。

[0003] 上述传统电气制动方式存在一个弊端，恒励磁电流控制方式下，发电机定子电流会随发电机转速下降而减小，当转速下降至一定数值后，制动力矩达到最大，随后会因为定子电流的持续减小而降低，当转速为0时，制动力矩也将降为0，电气制动效率在低转速工况下大大降低。

[0037] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0038] 本申请提出的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制方法及系统，所述方法包括：控制发电机的励磁系统进入电制动工况并起励，然后采集所述发电机的定子电流实时数据；确定所述定子电流实时数据与预设的定子电流给定值的差值；根据所述差值确定所述励磁系统的励磁电压控制参考值；基于所述励磁电压控制参考值控制电制动工况下所述励磁系统的励磁输出。本申请提出的技术方案，提升了电气制动效率及精度。

[0039] 下面参考附图描述本申请实施例的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制方法及系统。

[0040] 实施例一

[0041] 图1为根据本申请一个实施例提供的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：

[0042] 步骤1：控制发电机的励磁系统进入电制动工况并起励，然后采集所述发电机的定子电流实时数据。

[0043] 在本公开实施例中，所述控制发电机的励磁系统进入电制动工况并起励包括：

[0044] 控制所述励磁系统进入电制动模式，同时所述励磁系统的控制方式切换为恒定子电流闭环控制模式；

[0045] 闭合所述发电机的短路开关、电制动开关，同时分开励磁开关，使得所述励磁系统在电制动模式下起励。

[0046] 示例的，1‑1：励磁系统进入电制动模式，控制方式切换为恒定子电流闭环控制模式；1‑2：合上水轮发电机的短路开关，电制动开关，分开励磁开关，励磁系统在上述电制动模式下起励，采集电制动状态下发电机定子电流IG实时数据。

[0047] 需要说明的是，恒定子电流闭环控制模式，应只在励磁系统进入电制动模式且检测到短路开关在合位时才起作用，否则应闭锁恒定子电流闭环控制模式功能。

[0048] 所述电气制动模式为定子三相短路方式，主要依靠发电机定子绕组本身的电阻进行耗能。

[0049] 步骤2：确定所述定子电流实时数据与预设的定子电流给定值的差值。

[0050] 需要说明的是，所述预设的定子电流给定值IG_REF为短路试验时的额定定子电流值。

[0051] 采集到的定子电流IG实时数据，使其经过一个惯性环节后与电制动流程预设好的定子电流给定值IG_REF作差，得到差值ΔIG。

[0052] 步骤3：根据所述差值确定所述励磁系统的励磁电压控制参考值。

[0053] 在本公开实施例中，所述步骤3具体包括：

[0054] 基于所述差值进行PID环节计算，得到所述励磁系统的励磁电压控制参考值即运算结果。

[0055] 需要说明的是，如图2所示，根据所述差值ΔIG，使其经过PID环节后，输出励磁电压控制参考值Uk作为励磁系统电制动工况下的励磁输出控制，其中，图2中，s为复频率，TA为时间常数，KPG为比例系数，KIG为积分系数，KDG为微分系数。

[0056] 步骤4：基于所述励磁电压控制参考值控制电制动工况下所述励磁系统的励磁输出。

[0057] 需要说明的是，根据所述励磁电压控制参考值，控制励磁调节器脉冲输出，实现发电机恒定子电流闭环控制。

[0058] 在本公开实施例中，所述方法还包括：

[0059] 当所述发电机的转速小于等于转速阈值时，控制所述励磁系统输出的励磁电流为励磁电流的允许最大值。

[0060] 需要说明的是，所述励磁电流的允许最大值为正常运行时励磁电流能够长期稳定输出的最大值即最大极限If_MAX，此处不考虑电制动变压器容量限制。

[0061] 需要说明的是，当发电机转速下降到转速阈值后(转速阈值基于具体机组参数而定)，励磁调节脉冲触发角已经达到最小极限值，对应励磁电流If已经达到最大极限If_MAX(最大极限If_MAX一般为1.1倍额定励磁电流)，则应维持该输出极限If_MAX。

[0062] 可以实现在发电机恒定子电流闭环控制方式下，实现电气制动力矩最优控制。

[0063] 综上所述，本实施例提出的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制方法，实现了发电机电气制动工况下的恒定子电流闭环控制，从而实现了电气制动力矩最优控制，提升了电气制动效率及精度。

[0064] 实施例二

[0065] 图3为根据本申请一个实施例提供的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制系统的结构图，如图3所示，所述系统包括：

[0066] 采集模块100，用于控制发电机的励磁系统进入电制动工况并起励，然后采集所述发电机的定子电流实时数据。

[0067] 第一确定模块200，用于确定所述定子电流实时数据与预设的定子电流给定值的差值；

[0068] 其中，所述预设的定子电流给定值为短路试验时的额定定子电流值。

[0069] 第二确定模块300，用于根据所述差值确定所述励磁系统的励磁电压控制参考值。

[0070] 控制模块400，用于基于所述励磁电压控制参考值控制电制动工况下所述励磁系统的励磁输出。

[0071] 在本公开实施例中，所述采集模块100还用于：

[0072] 控制所述励磁系统进入电制动模式，同时所述励磁系统的控制方式切换为恒定子电流闭环控制模式；

[0073] 闭合所述发电机的短路开关、电制动开关，同时分开励磁开关，使得所述励磁系统在电制动模式下起励。

[0074] 在本公开实施例中，所述第二确定模块300还用于：

[0075] 基于所述差值进行PID环节计算，得到所述励磁系统的励磁电压控制参考值。

[0076] 在本公开实施例中，如图4所示，所述系统还包括：

[0077] 优化模块500，用于当所述发电机的转速小于等于转速阈值时，控制所述励磁系统输出的励磁电流为励磁电流的允许最大值。

[0078] 综上所述，本实施例提出的一种发电机恒定子电流闭环下的电气制动控制系统，实现了发电机电气制动工况下的恒定子电流闭环控制，从而实现了电气制动力矩最优控制，提升了电气制动效率及精度。

[0079] 实施例三

[0080] 为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如实施例一所述的方法。

[0081] 实施例四

[0082] 为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的方法。

[0083] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0084] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0085] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。