可变速抽蓄机组黑启动交流励磁设备及其控制研究

发布时间：2021-10-20 20:22

　　针对抽水蓄能电站交流励磁可变速机组的黑启动,提出了一种黑启动交流励磁装置,对其结构、各部分功能及主要设备参数计算方法进行了分析讨论,提出了与之适应的黑启动交流励磁控制方法。针对实际控制中励磁电源切换过程可能出现的冲击问题,提出了参数设定判据。构建了包括交流励磁控制装置实物及RTDS的实时仿真系统,对黑启动过程进行了仿真研究。仿真结果表明,本文提出的黑启动交流励磁装置及其控制方法可实现变速机组母线电压的平稳、快速建立,同时各中间电气量变化平稳。 

【文章来源】：水力发电. 2020,46(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

可变速机组黑启动交流励磁装置结构示意

实际控制中可选UNDCS1比UDCS稍大一些，比如可选UNDCS1=1.05UDCS。此时控制整流单元1中的输出断路器分闸，则黑启动辅助功率部分安全退出。通过控制网侧变流器来控制直流电压达到UNDCS2，使得在该直流电压下，机侧变流器输出的交流电压能够将机端电压升至额定值，并且机侧变流器调制比适中，UNDCS2按照式(8)计算。

设定nS=490 r/min，由电机参数及2.1、2.2中给出的算法，选择黑启动辅助功率部分辅助交流电源容量为263 k V·A，电压为0.4 k V，变压器容量和辅助交流容量相同，变压器原边电压0.4 k V，副边电压按照式(5)计算为0.54 k V，建压系数k=0.2。仿真波形如图3所示。在波形显示的零时刻，已完成预充电模块对主励磁直流环节电压充至0.83k V。网侧变流器闭锁，控制器控制机侧变流器使机端电压UG按照给定值UGref曲线，以1 k V/s的速度上升至UG=UGset1=3.1 k V。此时合发电机断路器、励磁断路器，选择合适的UGset1后，励磁断路器合闸时，直流电压无突升现象，则无冲击电流出现。网侧变流器解锁，将直流电压抬升至比0.83 k V高，见图3中约4 s处，则安全退出辅助功率部分。之后，网侧变流器继续将直流电压UNDC抬升，在图3中约4.8 s处开始控制机侧变流器，使UG继续按照给定UGref曲线，以1 k V/s的速度升到设定值UGset，并维持，在此期间直流电压UNDC逐渐升高到正常工作值。整个黑启动过程持续约16.5 s。图3中给出了转子电流有效值Ir及1 Hz瞬时转子电流ir波形，可见整个启动过程电流变化平稳。机端电压上升速度在主励磁功率部分投入后，可以进一步加快，从而缩短整个定子升压时间。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3447545