自激异步发电机变速恒压运行时电容值的计算

为保证自励异步发电机在转速和负载改变时能稳态恒压运行,采用改变机端电容值的措施,并给出了机端电容值的计算方法。以异步发电机带阻感负载稳态运行时的等值电路为基础,推导了回路阻抗方程,依据异步发电机稳态运行时同路阻抗为零这一必要条件,选择同路阻抗绝对值为目标函数,把端电压作为优化约束条件,利用单纯形法计算了不同转速和负载下的机端电容值,克服了传统方法不能处理有约束问题的弱点,计算值与实验值的一致证明了方法的有效性。此法亦可用来计算并联补偿电容值。论文还给出了恒定负载时机端电容值与转速的关系曲线,说明异步发电机恒压运行时存在临界转速。     

基于暂态模型的异步发电机稳压电容计算

鉴于机端电容大小对异步发电机端电压的影响，为保证异步发电机稳压运行，提出了一种计算电容值的方法。把异步发电机稳态运行作为暂态运行的特殊情况考虑，根据任意速旋转坐标系统下异步发电机的暂态模型，推导了稳态运行时相应的矩阵方程。令发电机稳态运行所对应齐次方程的行列式为零，并使发电机的端电压为恒值，计算不同运行状况下机端电容值。以发电机端电压保持恒值为约束条件，用直接搜索优化方法求解目标函数，此法克服了传统的迭代解法稳定性差与难于处理有约束条件之缺点。论文给出了异步发电机在不同负载下稳压所需的机端电容值，计算结果与实验结果的相互吻合说明了分析方法的有效性与准确性。     

自激异步发电机单相空载建压电容的计算

对Y接三相自激异步发电机单相空载稳态运行性能进行分析,通过计算来着重说明平衡电容值和自激建压电容值之间的不同组合对所建端电压的影响。分析过程中用对称分量法推导发电机单相空载稳态运行时的回路阻抗,令回路阻抗的实部与虚部分别为零,作为异步发电机稳态运行的条件和性能计算的基础。采用直接搜索优化方法求解二维方程并计算出单相空载电压值,针对单变量函数用数值法确定给定端电压下的电容组合和最小建压电容值。单相空载电压计算值与实测值相互吻合,验证了该分析方法的有效性和准确性。     

三角形接法三相异步发电机单相稳态建压分析

给出三角形接法三相自激异步发电机单相稳态建压时各参数满足的关系式,研究自激电容值对所建端电压的影响。基于对称分量法,通过矩阵分析推导发电机单相空载稳态运行时的回路阻抗,以回路阻抗为零作为异步发电机稳态运行的条件,采用坐标轮换优化方法求解方程并计算出空载电压值,所采用的方法编程简单且稳定性好。计算了不同自激电容下所建立的空载电压值,计算值与实验值吻合较好,证明了文中分析方法的有效性和准确性。     

以特征值为判据的异步发电机自激建压过程分析

为研究自激电容对异步发电机空载暂态建压过程的影响并确定最小建压电容值,采用了以状态方程矩阵特征值计算为基础的分析方法。从自激异步发电机ab坐标系下的等值电路出发,推导了异步发电机空载建压时的状态方程,通过对状态方程进行局部线性化,进而计算出线性状态矩阵的特征值。根据不同自激电容值所对应特征值实部的符号并应用系统稳定性理论,以此判断电容为该值时电压是否得以建立,空载暂态建压过程的仿真波形与实验波形较为一致,说明了分析方法的有效性。把特征值实部绝对值选为目标函数并结合一维优化方法计算了异步发电机空载最小建压电容值,此值与传统方法计算结果相吻合,进一步证实了分析方法的正确性。     

异步发电机自激建压临界值的计算

以自激异步发电机ab轴等值电路为基础,结合系统稳定性理论说明了异步发电机自激建压的条件。对系统的特征值进行分类,定义特征值实部函数,并对不同自激电容和转速下的函数值进行计算。以特征值实部函数绝对值作为目标函数,采用一维搜索优化方法对样机的建压临界电容和临界转速进行计算。新方法与传统方法计算结果一致,验证了新方法的正确性。     

自励异步发电机负载对端电压和频率的影响

从异步发电机稳态运行的等效电路数学模型出发,推导了回路阻抗方程,令回路阻抗值为零,作为异步发电机稳定运行的条件。利用变量轮换直接优化方法计算励磁电抗和定子频率,进而计算出不同负载下的端电压值。此法稳定性好且编程简单。给出了异步发电机的端电压和定子频率随负载变化的曲线以及外特性曲线。计算结果说明负载对异步发电机的端电压影响较大,而对定子频率影响较小,且影响随负载性质改变而不同。计算结果与实验结果的一致性说明了分析方法的准确性。     

基于黄金分割的异步发电机空载建压转速值的确定

从异步发电机稳态运行的等效电路模型出发,列写了等效电路模型的回路阻抗方程,令回路阻抗实部和虚部分别为零,建立方程组.在此基础上利用二维优化计算最小建压电容,然后利用基于黄金分割的一维优化方法计算最小建压转速值.此法编程简单,收敛速度快.论文最后通过实例计算验证了本方法的正确性和准确性.     

自励异步发电机负载对端电压和频率的影响

从异步发电机稳态运行的等效电路数学模型出发，推导了回路阻抗方程，令回路阻抗值为零，作为异步发电机稳定运行的条件。利用变量轮换直接优化方法计算励磁电抗和定子频率，进而计算出不同负载下的端电压值。此法稳定性好且编程简单。给出了异步发电机的端电压和定子频率随负载变化的曲线以及外特性曲线。计算结果说明负载对异步发电机的端电压影响较大，而对定子频率影响较小，且影响随负载性质改变而不同。计算结果与实验结果的一致性说明了分析方法的准确性。     

催化裂化装置主风机异步电动/发电机并联电容过电压分析

重点论述催化裂化装置烟气能量回收机组在异步电动/发电机和机旁并联电容器组成的系统脱网后,由于电容器容量配置不当,异步电动/发电机机端电压不降反而异常升高,导致机端过电压的现象。基于异步电动/发电机的发电原理,利用异步电动/发电机发电时的空载伏安特性和电容器伏安特性曲线,理论分析能量回收机组转速变化对异步电动/发电机机端电压和电容器端电压的影响。针对过电压的原因,简要介绍了异步电动/发电机在不同工况和负载率下,机旁电容器无功补偿容量的计算方法,并结合实测结果,对目前在容量计算中存在的问题进行分析,同时指出在计算补偿容量时应注意的事项。此外,还简述了催化裂化烟气能量回收机组中的异步电动/发电机在电动、空载和异步发电三种工况下的工作运行特点。     

永磁磁阻发电机的电压控制

普通永磁同步发电机由于励磁不可调,端电压随转速或负载变化而变化,影响了供电品质.本文提出一种永磁磁阻发电机的电压控制策略,通过与发电机并联的电力电子装置,对其补偿适当励磁所需的无功电流,来保持发电机端电压的稳定.本文阐述了该发电机系统的结构、原理、电机的数学模型和电压控制方法.仿真实验证明该方法可在一定的转速和负载变化范围内保持端电压不变,补偿电流较小.     

Terminal voltage and power factor control of induction generators for wind power generation system

This paper deals with two types of control method for induction generators used in wind power generating stations. One is aimed at maintaining the voltage of the station node and the other is aimed at maintaining a constant power factor through the branch connecting to the station. Both can be in the controllable area by adjusting the generator reactive power with compensating capacitors. First, theoretical equations for the terminal voltage and power factor of an induction generator are derived, and then the compensating capacitance corresponding to the wind velocity variation is determined quantitatively. By using the proposed control method, it is shown to be possible to maintain the terminal voltage and operating power factor of a wind power generation system at the target values, even when abrupt deviations are caused by wind power disturbances. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(3): 19– 26, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20298     

变速恒频双馈感应发电机的空载特性

针对在实际情况中风速的随机性变化会导致风力发电机输出的电压、频率波动,建立了基于Martlab下双馈感应发电机空载模型和定子磁链定向的矢量控制模型;依据电磁场基本理论,将电机电磁场的有限元计算与外部电路相结合,建立了双馈感应发电机的场路耦合数学模型,并计算出空载运行时不同转速下发电机的特性曲线.通过一台3.5 kW的6极电机进行了仿真和空载实验.仿真结果与实验结果对比表明,系统具有良好的动态性能,能够很好满足变速恒压恒频运行;电机性能的分析为进一步改进风力发电机的电磁性能和发电质量提供参考.     

计及发电机无功越限的广域戴维南等值参数在线计算方法

为适应可再生能源大规模接入带来的随机性和波动性,在广域量测条件下,提出基于单一运行状态断面数据的戴维南等值参数在线跟踪计算方法。首先,对负荷节点的负荷进行等效阻抗处理;其次,通过修正原系统节点导纳矩阵得到等效阻抗处理后的系统导纳矩阵;最后,根据修正后导纳阵和节点电压方程,按戴维南等值的定义,计算负荷节点的开路电压作为戴维南等值电势,进而获得负荷节点的戴维南等值全部参数。在该方法基础上,还可以较为准确地计算发电机无功越限即PV转PQ节点情况下的戴维南等值参数。通过仿真算例分析验证了该方法的正确性和有效性,在PV转PQ节点情况下也具有较好的计算精度。     

Basic characteristics of a self-excited induction generator under secondary excitation at constant voltage

A self-excited wound-rotor induction generator excited with a capacitor can be used as an independent source for small-capacity wind power generator. With constant excitation capacitance, the secondary-circuit power of the induction generator is returned to the primary circuit through a converter, an inverter and a transformer; the power is controlled at the inverter so that the generator voltage is always maintained constant in spite of the changes of generator speed and load. The basic characteristics of the generator under the above conditions are analyzed. The fundamental waves of both the main circuit and the feedback circuit are determined. Using these results, the equations for various portions of the generator are derived, the performance characteristics of the generator are then analyzed and compared with experimental results.     

A new variable speed constant voltage controller for self-excited induction generator

A new variable speed, constant voltage controller for self-excited induction generator (SEIG) is presented in this paper. The proposed PWM controller regulates the induction generator (IG) terminal voltage against varying rotor speed and changing load conditions. This scheme does not require any real time computations and information regarding rotor speed for calculating the excitation current, thereby minimizing the electronic hardware and the cost of the controller. A simple, over-current protection is incorporated to protect the inverter switches. Computer simulation and experimental results show satisfactory operation of an induction generator with the proposed control scheme.