内燃型异步化同步发电系统高抗扰发电技术研究

发布时间：2020-12-29 04:34

　　内燃发电机组广泛应用在船舶、海上发电平台等微电网中,在其中起到支撑作用。但是同步发电机固有惯量大,在负载扰动时会影响电网电能质量,同时定速恒频的发电方式不能维持很高的燃料利用率。因此,本文提出内燃机+异步化同步发电机（Asynchronized Generator,ASG）+储能系统的结构结构,由柴油机带动双馈感应发电机发电,根据外特性曲线,使柴油机始终维持在高燃料利用率发电状态,并通过储能设备进行功率协调控制以实现发电系统的高抗扰发电。本文为了验证内燃型异步化同步发电系统高抗扰发电控制算法的有效性,对双馈感应发电机、双PWM变流器、内燃机及超级电容组和配套的变流器进行了建模。通过理论推导,基于定子电压定向,对发电机及变流器进行建模、完成了内燃机理论建模和超级电容组建模。通过拟合实验数据的方法模拟出具有真实外特性的实验模型。并以此建立了最佳燃料利用率的发动机功率-转速关系。为了实现发电系统抵抗突加、突减负载等工况的扰动,需要实现功率协调控制。本文首先通过小信号建模,推导双馈感应电机的阻抗模型并结合电压电流双闭环控制策略,分析系统的稳定性;通过设计发动机给定转速的过渡过程,减缓变速恒频发... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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转矩与

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-图2-6参数与转速关系根据参数的曲线拟合，可以得到结果如式(2-27)所示，参数k随着转速的增大而增大，参数d随着转速的增大而减校0.002755.190.079781.7kndn(2-27)将(2-27)这一参数表达式代入到式(2-24)~式(2-26)中可以得到：11210.01667=52.72mdaCk；22122110.01667()26779.75kmCddkakk；22312110.01667()655.3676mkkCddakk；4159.17=477.52mCa。取发动机效率为0.85，所以：optoutn93.6412.43P12.431887.3(2-28)根据不同柴油机的转速工作范围可以设定上下限，同时配合发电设备，原动机的工作转速也应当有一个范围，所以对于本文选用的发动机，设定如下的输出功率-转速曲线。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-18-图2-7柴油机输出功率-转速曲线2.5超级电容模组及其变换器建模2.5.1超级电容模块数学模型使用超级电容作为发电机组附加的储能设备是最为合适的，这是因为超级电容充电放电的效率高，发热小，循环使用的寿命长，在中小功率使用时体积也不会太大，且在本文超级电容器组建模过程中，暂不考虑漏电情况。图2-8超级电容单体模型其中Ra_e——阳极电阻；Ri——电解质电阻；Rk_e——阴极电阻。cs_ma_eik_eR=RRR(2-29)cella_Uk_U111=CCC(2-30)式中Ccell——超级电容单体容值；Ca_u——阳极电容；Ck_u——阴极电容；Rcs_m——超级电容等效串联电阻；实际使用中超级电容都是通过串并联的方式组合成为超级电容模块使用的，假定超级电容模块由N个模块串联，由M个模块并联而成的，那么：


本文编号：2945015