可变频率变压器的电网故障穿越控制技术研究
发布时间：2021-08-27 11:56
构建全球能源互联网,实现化石能源的电能替代和清洁替代,是未来能源发展的主要趋势。全球能源互联网的构建,必须解决不同频率电网之间的异步互联问题,目前可以采用的技术包括高压直流输电和可变频率变压器两种。为进一步推广可变频率变压器的应用,必须实现可变频率变压器在电网故障期间的不间断运行,即提高其电网故障穿越能力。目前的故障穿越运行研究只针对对称故障,关于不对称故障下的运行和控制尚未有研究。因此,本文将围绕可变频率变压器在电网电压不对称故障下的运行展开研究,提出新的拓扑结构和控制策略,提高可变频率变压器的电网故障穿越能力,为其进一步的推广应用奠定基础。首先,论述了构建能源互联网的现状和面临的难题,介绍了目前两种电网异步互联方式的原理和特点,并对美国通用电气公司提出的可变频率变压器的主要控制技术进行了详尽讨论。然后,介绍了可变频率变压器的基本结构和工作原理,利用对称分量法和电路叠加定理推导了双边电网电压不对称故障下可变频率变压器的完整数学模型,以此作为本文研究工作的理论基础;搭建了基于OPAL-RT OP5600和dSPACE DS1103的硬件在环实验平台,利用此平台评估了双边电网电压不对称故...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可变频率变压器的基本结构
图 2-9 硬件在环实验平台Fig. 2-9 HIL experimental platform第一电网：400 V，50 Hz；第二电网：480 V，60 Hz。硬件在环实验平台使用的双馈电机参数如下：额定视在功率：4150VA；额定有功功率：3500W；额定电压：400V；额定频率：50 Hz；极对数：2；定转子匝数比：1 : 1；定子电阻：0.01965 p.u.；定子漏感：0.0397 p.u.；转子电阻(折算到定子侧)：0.01965 p.u.；转子漏感(折算到定子侧)：0.0397 p.u.；励磁电感：1.354 p.u.；惯性常数：0.09526 s。硬件在环实验平台使用的直流电机参数如下：电枢电阻和电感：0.6 Ω，0.012 H；励磁电阻和电感：240 Ω，120 H。2.5 电网电压不对称故障对可变频率变压器系统的影响由于可变频率变压器两侧的电网均有可能发生电网电压不对称故障，所以一共有
子电流严重不平衡。通过 KEYSIGHT 示波器的快速傅里叶变换(Fastformation,FFT)功能，由图 2-10(d)-(f)可知，可变频率变压器的转矩、有功率产生了二倍第一电网频率(100Hz)波动分量。转矩的二倍第一电网频率变频率变压器机械设备的寿命，有功功率和无功功率的二倍第一电网频电网的稳定性。 2：不对称故障仅发生在第二电网示为情况 2 相应的实验结果，其中可变频率变压器运行在如图 2-11(a)和电网电压和第二电网电压工况下。由图 2-11(c)可知，第一电网电压不对电流严重不平衡。通过 KEYSIGHT 示波器的 FFT 功能，由图 2-11(d)-(f)率变压器的转矩、有功功率和无功功率产生了二倍第二电网频率(120Hz)矩的二倍第二电网频率波动会降低可变频率变压器机械设备的寿命，有功率的二倍第二电网频率波动会降低电网的稳定性。(4000 W/div)(5 A/div)不平衡Ps*(W):
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于变频变压器的异步联网和潮流控制[J]. 郑翔,徐政. 南方电网技术. 2009(04)
[2]可变频变压器数学模型及仿真分析[J]. 陈颖,陈葛松,袁荣湘. 电网技术. 2008(17)
[3]不平衡电压下双馈异步风力发电系统的建模与控制[J]. 胡家兵,贺益康,郭晓明,年珩. 电力系统自动化. 2007(14)
博士论文
[1]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]变频变压器及其在电力系统中的应用[D]. 凌云.湖南科技大学 2016
[2]基于可变频变压器的风力发电系统低电压穿越控制[D]. 方泽钦.广东工业大学 2016
[3]基于可变频变压器的电网互联研究[D]. 边道海.中国矿业大学 2015
[4]可变频变压器的系统建模与运行仿真[D]. 杨海跃.天津大学 2010
本文编号：3366306
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
可变频率变压器的基本结构
图 2-9 硬件在环实验平台Fig. 2-9 HIL experimental platform第一电网：400 V，50 Hz；第二电网：480 V，60 Hz。硬件在环实验平台使用的双馈电机参数如下：额定视在功率：4150VA；额定有功功率：3500W；额定电压：400V；额定频率：50 Hz；极对数：2；定转子匝数比：1 : 1；定子电阻：0.01965 p.u.；定子漏感：0.0397 p.u.；转子电阻(折算到定子侧)：0.01965 p.u.；转子漏感(折算到定子侧)：0.0397 p.u.；励磁电感：1.354 p.u.；惯性常数：0.09526 s。硬件在环实验平台使用的直流电机参数如下：电枢电阻和电感：0.6 Ω，0.012 H；励磁电阻和电感：240 Ω，120 H。2.5 电网电压不对称故障对可变频率变压器系统的影响由于可变频率变压器两侧的电网均有可能发生电网电压不对称故障，所以一共有
子电流严重不平衡。通过 KEYSIGHT 示波器的快速傅里叶变换(Fastformation,FFT)功能，由图 2-10(d)-(f)可知，可变频率变压器的转矩、有功率产生了二倍第一电网频率(100Hz)波动分量。转矩的二倍第一电网频率变频率变压器机械设备的寿命，有功功率和无功功率的二倍第一电网频电网的稳定性。 2：不对称故障仅发生在第二电网示为情况 2 相应的实验结果，其中可变频率变压器运行在如图 2-11(a)和电网电压和第二电网电压工况下。由图 2-11(c)可知，第一电网电压不对电流严重不平衡。通过 KEYSIGHT 示波器的 FFT 功能，由图 2-11(d)-(f)率变压器的转矩、有功功率和无功功率产生了二倍第二电网频率(120Hz)矩的二倍第二电网频率波动会降低可变频率变压器机械设备的寿命，有功率的二倍第二电网频率波动会降低电网的稳定性。(4000 W/div)(5 A/div)不平衡Ps*(W):
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于变频变压器的异步联网和潮流控制[J]. 郑翔,徐政. 南方电网技术. 2009(04)
[2]可变频变压器数学模型及仿真分析[J]. 陈颖,陈葛松,袁荣湘. 电网技术. 2008(17)
[3]不平衡电压下双馈异步风力发电系统的建模与控制[J]. 胡家兵,贺益康,郭晓明,年珩. 电力系统自动化. 2007(14)
博士论文
[1]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]变频变压器及其在电力系统中的应用[D]. 凌云.湖南科技大学 2016
[2]基于可变频变压器的风力发电系统低电压穿越控制[D]. 方泽钦.广东工业大学 2016
[3]基于可变频变压器的电网互联研究[D]. 边道海.中国矿业大学 2015
[4]可变频变压器的系统建模与运行仿真[D]. 杨海跃.天津大学 2010
本文编号：3366306
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3366306.html
