发电机并网运行吸收电网无功功率故障排查

以某海上石油钻采平台发电机励磁控制系统为例,针对一起发电机并网运行时吸收电网无功功率故障,在对发电机励磁系统、无功功率分配系统和电源管理系统的工作原理进行分析的基础上,进一步分析了故障原因及引起无功功率分配故障的机理,更换造成该故障的多功能测量装置,恢复电网系统的稳定运行,供发电机运维人员或电网管理人员参考。     

发电机进相运行及其在电网中降压节能的效益

随着我国电力工业的发展,电网结构的变化,导致容性无功功率增多。在系统低谷负荷时间,无功功率过剩使电网运行电压升高。为了改善电能质量,满足电网调压需要,1982年,水电部在福州召开的全国电机专业会议上,将发电机进相运行试验研究列为科技攻关项目之一。 现场试验研究和运行实践表明,将发电机进相运行,吸收过剩的无功功率,既不需要增设附属设备,又可扩大电网的调压范围,是确保电能质量,减少网络损耗,有效的降压节能措施之一。     

水轮发电机组进相运行分析

发电机进相运行,吸收过剩的无功功率,降低电网电压是电力系统调压的主要措施之一,但发电机能否进相运行以及进相运行的深度必须经试验确定。     

无功功率动态跟踪补偿装置

交流电网的负荷,一般多呈感性,它需要电网提供无功功率,而发电机输送给电网的无功功率是有限的,无法满足用电设备对无功功率的需求,为此必须另外给电网补充无功功率,以达到无功功率的动态平衡,从而提高负载功率因数,达到节电的目的。     

移相电容器投入电网的经济运行问题

在电力系统中,发电机在发出有功功率的同时,也发出无功功率。但用户所需的无功负荷全部由发电机供给是不够的,且电网传输元件中的无功损耗是很大的。此外,无功功率的远距离输送也是很不经济的,在电网中约有35％的无功功率是消耗在传输元件上的。因此,为满足电网和用户对无功功率的需求,降低线损,提高电压质量,必须对无功功率进行集中或分散补偿。但对无功功率的补偿和运行,目前还存在以下几个问题。     

在电网不平衡状态下风力异步发电机的并网分析

在非正常的不平衡电网电压条件下,分析了向电网供电的风力异步发电机,利用对称分量和双旋转场量论。推导了符合实际的发电机等效电路和模型方程。为了获得在不同风力状态下发电机的综合响应,要注意识别正,负序系统有功,无功分量及其流向,考虑到风力发电系统要从电网吸取无功功率,又要向电网输出有功功率,有必要估计在不同的风力条件下,风力发电系统向电网发出的有功功率和从电网吸收的无功功率的变化范围,以便为风力转换系统的设计和运行提供导则,本叙述了一台3．7KW实验电机的理论计算和实验结果。为了证明提出的理论公式可推广到大型风力发电机组,本进一步提出了一台安装于现场的55KW发电机组的数据并提出了讨论。     

基于可变频变压器的双馈风电系统低电压穿越控制

在电网电压发生跌落故障期间,基于Crowbar电路的双馈风力发电(DFIG)系统需吸收大量无功功率。为提高DFIG风电机组并网运行稳定性,提出增设可变频变压器(VFT)新方案。VFT由双馈电机、直流电机及驱动器构成。Crowbar电路动作后,通过控制低电压穿越(LVRT)期间的VFT转速来抑制系统转差率,减小系统无功功率吸收量,基于MATLAB/Simulink平台,进行了暂态仿真研究。结果表明,故障期间在Crowbar电路起动后,所提控制策略能避免系统从电网中吸收过量无功功率,避免发电机转差率越限,有助于电网电压的恢复,DFIG风电机组的LVRT性能提高。     

电力市场下无功成本及定价研究

1无功功率电源 电网中提供无功服务的无功源有发电机、同步调相机、静止无功补偿器（SVC）、并联电容器组等。在这些设备中发电机最为特殊，不单生产无功功率，还是唯一的有功功率生产者。其它的无功源只生产无功功率，其无功生产成本核算简单，暂不讨论。这里主要分析发电机的无功生产成本。     

变桨距双馈风力发电系统低电压穿越控制

基于Crowbar电路的并网运行双馈风力发电系统(DFIG),在电网电压发生跌落期间,发电机定、转子绕组需要吸收大量无功功率并产生冲击电流。基于低电压故障期间DFIG系统的运行分析,建立了变桨距角控制模型,通过调节桨距角,抑制发电机转差率增大,降低系统无功吸收量。建立了Crowbar电路中串联电阻整定规则,合理选定电阻值可有效抑制发电机暂态电流幅值。PSCAD/EMTDC暂态仿真结果表明,在低电压故障期间,变桨距控制和Crowbar保护电路的协同作用,可有效降低系统无功功率吸收并抑制转子暂态电流幅值,从而提高了DFIG系统的低电压穿越能力。     

电网电压不平衡度对DFIG运行特性的影响

分析了电网电压不平衡理论以及常见的电压不平衡情况,推导了电网电压不平衡时双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的输出功率,研究了电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性。在Matlab/Simulink中搭建DFIG并网模型,进一步仿真研究了电网电压不平衡情况下DFIG的运行特性。研究表明,随着不平衡度的增加,风机输出有功功率和无功功率、定子侧有功功率和无功功率、转子侧有功功率和无功功率的脉动幅值近似线性增大。在同一不平衡度下,有功功率的脉动幅值高于无功功率的脉动幅值。     

鼠笼式感应电机风力发电系统新型控制策略

提出了变速恒频风力发电系统一种新的控制方案,用鼠笼式感应电机作发电机,采用双PWM变流器将发电机和电网连接起来。鼠笼式感应电机侧变流器采用直接转矩控制来调节电机转速以满足风力机最大功率点跟踪时的转速响应,并把吸收的能量向电网侧传递;其网侧变换器采用电压电流双闭环控制,吸收电机侧传递过来的能量并传递到电网。仿真结果表明该控制策略能实现对鼠笼式感应电机风力发电系统电机转速、有功功率和无功功率的控制,说明了所提方案的可行性。     

基于定子电压定向的双馈风力发电机功率控制

本文介绍了一种基于定子(电网)电压定向的双馈风力发电机输出功率控制策略。此控制策略无需测量定子磁链,可实现发电机输出有功、无功功率的独立控制。并根据此控制方法,使用Matlab/Simulink软件构建了一个用于1.5MW双馈风力发电机的输出功率控制系统,仿真验证了在有功功率、无功功率或电网电压出现降落的条件下,该控制策略的有效性。     

我国首台1．2MW风力发电机研制成功

我国首台具有自主知识产权的1．2MW直驱式变速恒频永磁风力发电机由哈尔滨电机电工业有限责任公司历时8年研制成功，发电机的设计是在总结中小水轮发电机和交直流电机制造经验的基础上，吸收了国内外风电技术，具有其独特性。特点是无齿轮箱，与国内外采用的有齿轮箱结构相比简化了结构，降低了噪音，提高了可靠性；该产品可根据风速改变风轮转速，而保持上网频率不变，提高了风能利用率，还可以调节发电机有功功率、无功功率和功率因数，有利于电网稳定；取消了补偿电容，不但不吸收电网无功，而且还可以向电网发送无功；平稳并网，并网电流不大于额定电流的20％，并采用DCS系统控制，PLC单机控制，使用维护方便。     

无功补偿用电容器的选择与计算

在电力系统中,发电机是唯一的有功电源,也是基本的无功电源。如果只依靠发电机来提供无功功率,电力系统之间由于无功功率不断地、来回地交换引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失,况且发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和,提供的无功功率多时,提供的有功功率就少了,这种运行方式也很不经济。因此,当电网不能满足电网无功功率的要求时,就需要加装无功补偿设备进行无功功率补偿,此时正确地选择无功补偿设备就显得尤其重要了。针对上述情况,对并联电容器的接入点、串联电抗器的选择及电容器的继电保护整定计算进行了详细的探讨并举例说明。     

采用串联网侧变换器的双馈风电系统不对称高电压穿越控制研究

在分析电网电压不对称骤升时双馈感应发电机暂态特性的基础上,从最大限度吸收电网无功功率角度出发,提出适用于采用串联网侧变换器的双馈风力发电系统的不对称高电压穿越控制策略,并对该系统的可控能力进行分析。所提控制策略在电网电压故障期间,通过控制串联网侧变换器维持定子电压恒定,并实现定子磁链暂态直流分量的抑制。通过控制并联网侧变换器维持直流母线电压恒定,同时利用变流器电流裕量实现对系统总输出有功或无功功率波动的抑制。通过控制机侧变换器实现双馈风电系统的功率解耦控制,并在变流器过流能力有限的约束条件下,最大限度吸收无功功率以实现对故障电网的暂态无功支持。仿真结果表明,所提控制策略既可有效实现双馈风电系统的不对称高电压穿越,同时也可增强所并电网的运行稳定性。     

长线路弱电网情况下大型风电场的联网技术

对风力发电设备来说最为重要的几个技术挑战,包括电压控制、无功功率管理、动态功角稳定和电网扰动后风力发电机的行为等.集成到每台风力发电机电力电子装置中的电气控制以及机械控制,跟风电场控制系统结合在一起,已经具备控制大量风力发电机的能力,使这些风力发电机在电网连接点表现为一个统一的发电厂.这一先进的有功功率和无功功率分层控制的动态性能在大多数情况下超越了现代传统同步发电机.本文详细阐述了其中几个重要功能如下:①风力发电场控制功能,包括在准稳态和动态条件下的电网电压控制;②低电压穿越特性,包括风力发电机在严重电网扰动后的表现;③风力发电机的动态功率控制功能,包括针对功率摇摆的暂态和动态控制性能.     

我国首台1．2MW风力发电机研制成功

我国首台具有自主知识产权的1．2MW永磁直驱风力发电机在哈电机电工业有限责任公司正式研制成功并发车。这台风力发电机的特点是：无齿轮箱，与国内外采用的有齿轮箱结构相比简化了结构，降低了噪音，提高了可靠性；可根据风速改变风轮转速，保持上网频率小变，提高了风能利用率；可以调节发电机有功功率、无功功率和功率因数，有利于电网稳定；取消了补偿电容，不但小吸收电网无功，还可以向电网发送无功；平稳并网，并网电流不大于额定电流的20％，采用DCS系统控制、     

鼠笼型全功率风电变换器控制策略研究与实验

全功率风电机组的发电机定子侧通过双PWM变换器接入电网,相比双馈型发电机组具有更好的抗电网电压波动能力.在低电压穿越过程中发电机和机侧变换器几乎不受电网电压变化的影响,因此低电压穿越控制策略相对双馈型发电机组而言较简单,且更易于实现.机组并网输入有功功率和无功功率控制主要在网侧变换器中实现,无功功率调节简单方便,可实现...     

数据中心超前功率因数负载对发电机组的影响

数据中心的备用发电机组带超前功率因数负载的能力很低,而现代IT设备是典型的超前功率因数负载,产生大量超前无功功率,可能导致发电机组运行不稳甚至关机。本文分析IT设备产生超前无功功率的根源,详细解读发电机容量曲线,说明发电机吸收超前无功功率极限,提出解决发电机运行不稳问题的策略和解决方案。     

简讯

我国首台1.2 MW风力发电机研制成功我国首台具有自主知识产权的1.2 MW永磁直驱风力发电机在哈电机电工业有限责任公司正式研制成功并发车。这台风力发电机的特点是:无齿轮箱,与国内外采用的有齿轮箱结构相比简化了结构,降低了噪音,提高了可靠性;可根据风速改变风轮转速,保持上网频率不变,提高了风能利用率;可以调节发电机有功功率、无功功率和功率因数,有利于电网稳定;取消了补偿电容,不但不吸收电网无功,还可以向电网发送无功;平稳并网,并网电流不大于额定电流的20%,采用DCS系统控制、PLC单机控制,使用维护方便。该发电机电压为690 V,…