基于风力发电的分布式电源并网开关设计

发布时间：2020-05-21 04:20

【摘要】：随着我国节能减排政策的推进,采用节能型的新兴材料代替高耗能的传统材料已成为未来电气设备设计制造的发展趋势。国家“工业4.0”、“中国制造2025”等强国战略的部署使得分布式风力发电技术迅猛发展,并网开关作为分布式风力发电系统中主要的控制开关,其可靠性将直接影响到风力发电系统运行的稳定性。本文针对传统电磁式并网开关吸持功耗大、低电压不穿越等问题,利用纳米两相磁性材料高剩磁的特点,提出了一种新型分布式电源并网开关的设计方案。根据风力发电系统对并网开关的技术要求,研究了不同处理温度、不同组成元素对材料磁性能的影响,结合电磁学理论及经验公式,计算并确定了新型并网开关的材料尺寸及结构形式。为了准确获得新型并网开关在分合闸过程中各个参量的变化规律,应用有限元仿真软件,建立开关机构的三维实体模型,并进行了动静态特性的计算与分析,得出了并网开关工作特性与截面宽度、铁心高度等结构参数之间的关系,以及开关分合闸过程中触头运动速度、线圈电流、电磁吸力等参数的变化曲线。仿真结果表明,新型并网开关能够在无励磁电流的情况下保持吸合状态,较传统电磁式并网开关具有更好的节能效果。在理论设计与仿真分析的基础上,制作了新型并网开关样机。采用变压器、调压器、示波器等仪器搭建实验平台,对样机进行分合闸实验。实验结果验证了并网开关设计的合理性,表明了该开关能够良好适用于风力发电系统,并有效提高大规模分布式电源并网运行的稳定性,具有一定的理论意义及实用价值。
【图文】：

图 2.2 MQ 磁粉的形貌图Fig. 2.2 The morphology diagram of MQ magnetic powder合磁性材料磁特性的影响因素有很多，例如复合磁粉温度等因素。在元素组成对材料磁特性的影响方面，越好，，但机械加工性越差。低 Co 合金虽具有良好的可对来说复杂得多，难以控制，即磁性可调参数的调节料的剩磁为：( )r sB = Af 1 DJ度， 为材料非磁性相的体积分数， A为材料正向磁相氧含量等因素不同，都会对正向磁轴的体积分数的大对密度，sJ 为磁性材料饱和磁极化强度。.1），磁性材料的剩磁rB 是一个与磁体内部的晶粒大小结构参量。材料 Fe的析出与材料正向磁轴的体积

图 4.3 并网开关电磁机构的几何模型4.3 Geometric model of electromagnetic mechanism of grid connected 所示是开关运动域 Band 机械属性设置界面。由于实际电磁的上下吸合和释放动作，故实体模型建立时还应绘制出动铁磁场中的动态特性分析做准备。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM614

【参考文献】

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本文编号：2673725