基于V型曲线偏移的大型调相机定子绕组匝间短路故障诊断方法

随着特高压直流输电的快速发展,具有动态无功补偿能力的大型调相机开始大规模投入。为保障其安全运行,针对大型同步电机中时有发生的定子绕组匝间短路故障,本文通过理论分析得出故障后电枢电流与励磁电流的变化情况,提出了一种基于V型曲线偏移的故障诊断方法。同时以300MVar大型双水内冷调相机为研究对象,利用Ansoft进行有限元仿真,仿真结果发现故障相故障支路V型曲线会随故障程度的增大而上移,故障相非故障支路V型曲线会随故障程度的增大而下移,故障相整体呈现上移趋势,非故障相由于三相不对称V型曲线也将产生偏移,从而验证了该方法的正确性。     

大容量调相机参与下特高压交直流电力系统 稳态电压协同控制

提出了一种大容量调相机参与下特高压交直流混联系统稳态电压协同控制新策略。首先研究了大容量调相机的稳态出力与其暂态电压支撑能力的关系,在充分保证调相机暂态电压支撑能力前提下,提出了其稳态出力确定方法。在此基础上,提出了大容量调相机参与下,换流站站域无功补偿设备与近区交流电网自动电压控制(AVC)的协同控制策略。基于EPRI-36节点系统,分析了特高压换流站运行方式以及近区交流电网无功负荷变化场景下,特高压换流站站域与近区电网AVC独立控制、协同控制以及计及调相机作用的协同控制3种方式下的控制效果,验证了所提控制策略的优越性和先进性。     

定子双绕组电动机有功与无功功率独立矢量控制

定子双绕组电动机(DSIM)在大功率拖动领域有着广泛的应用。对其有功功率及无功功率进行控制,不仅可以使该电机获得良好的调速性能,而且能方便的对其进行无功补偿。采用空间矢量分析方法,建立了旋转d-q轴系数学模型。在此基础上提出了有功功率与无功功率独立控制策略并构建了功率控制系统。最后对控制系统进行了计算机仿真,仿真结果证明了该控制系统的可行性。     

用于调相机-飞轮储能系统的磁齿轮调速器设计

介绍一种用于新能源场站调相机-飞轮储能的磁齿轮调速器的电磁设计。基于同心式永磁齿轮的运行机理,该调速器通过改变定子绕组电流的频率,在调相机的固定转速条件下,实现飞轮的无级变速及其与调相机之间的功率交换,使调相机在传统的无功调节功能基础上,增加有功支撑的能力。确定了磁齿轮调速器的基本结构和调速、供电频率范围等基本运行条件,采用有限元软件计算和对比具有不同的永磁体布置与充磁方向、调制环和定子槽基本结构尺寸的磁齿轮调速器的电磁性能,并选定内置V形永磁体和一定的调制块厚度、宽度及定子槽形,作为最终设计方案。该设计方案显著提高了磁齿轮调速器的转矩密度,并具有较高的运行效率。     

HVDC换相失败对转子绕组匝间短路调相机的影响分析

针对HVDC换相失败对带转子匝间短路故障调相机运行特性的影响进行研究,以一台TTS-300-2型双水内冷调相机为研究对象,构建了含同步调相机的高压直流输电的场-路-网耦合模型.联合仿真得到高压直流输电逆变器换相失败后转子绕组匝间短路调相机的气隙磁场,采用麦克斯韦应力张量法计算出调相机转子受到的不平衡磁拉力,分析了其在匝...     

300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳强度分析

300Mvar空冷隐极调相机转子跨距长、重量大,在自身重力作用下转子挠度和弯曲应力已经达到疲劳设计极限,因此设计出安全可靠的转子结构具有很大难度。本文建立了300Mvar空冷隐极调相机转子疲劳损耗的三维有限元分析模型,分别对机组额定稳态运行工况及起停机过程的瞬态工况进行仿真计算,分析两种工况下转子的动态应力,并进一步对起停机工况的动态应力进行雨流法分析。最后,根据德国机械工程师委员会的FKM疲劳计算导则,对调相机转子进行寿命评估,保证了300Mvar空冷隐极调相机转子的安全可靠性。     

永磁/磁阻混合转子双定子同步电机转矩解耦矢量控制

本文介绍了一种新型永磁/磁阻混合转子双定子同步电机。该电机与常规电机相比具有转矩密度高、体积小的优点,非常适合于低速大转矩电力传动系统。本文提出了一种永磁/磁阻混合转子双定子同步电机的矢量控制方法,并提出了一种转矩解耦算法来分配内外定子的输出电磁转矩。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

单定子双转子盘式对转永磁同步电机 动态滑模控制

单定子双转子盘式对转永磁同步电机在不平衡负载及扰动情况下运行时会出现运行不稳定、鲁棒性差的问题。针对此问题,该文在双转子两边不同负载的情况下,分析了电机运行的稳定性,提出一种实时切换参考坐标系的动态滑模控制策略。该控制策略通过实时比较转矩角的大小以切换控制所需的坐标系来实现双转子的动态控制。同时,针对动态控制系统易受到负载扰动影响的问题,构建非奇异快速终端滑模速度控制器以提高系统的鲁棒性。实验结果表明,该文所提出的动态滑模控制策略能够使系统运行稳定可靠。     

基于Matlab的永磁同步双定子/双转子电机直接转矩控制的仿真建模

在MATLAB仿真环境下,对永磁同步双定子/双转子电机的直接转矩控制进行了建模与仿真;详细介绍了各个仿真模块,并分析研究了电机运行结果。其结果对在混合动力电动汽车中开发永磁同步双定子/双转子电机的直接转矩控制系统具有重要意义。     

10 Mvar超导同步调相机总体电磁设计

高温超导同步调相机具有响应速度快、同步电抗小等优异的无功补偿性能,本文介绍和分析了10 Mvar高温超导同步调相机的总体电磁设计。该调相机的额定电压和电流分别为11 kV和525 A,定子采用无磁性齿水冷绕组。励磁绕组采用10 mm宽的REBCO高温超导带材绕制而成,工作温度为30 K,采用冷氦气冷却,额定空载电流为375 A,气隙磁密1.4 T。空载时REBCO绕组上的最大磁密为3.05 T。对阻尼屏蔽层的分析表明其存在一些相互矛盾的特性,需要更为深入的设计。为分析无功补偿特性进行了简单的电路仿真,当满载励磁电流为428 A时,该超导调相机可实现10 Mvar的无功输出。     

双轴励磁调相机励磁绕组的优化设计

本文以传统同步调相机提出了一种转子上具有两组非对称励磁绕组结构的双轴励磁调相机,其可以运行在深度进相运行工况,增加无功功率的吸收能力。与传统同步调相机相比,双轴励磁调相机在转子磁极上开槽放入q轴励磁绕组,在d、q轴励磁绕组的作用下,励磁合成磁场可以位于转子任意位置。而d,q轴励磁绕组结构不同会影响励磁合成磁场的大小、分布及谐波含量等,从而影响双轴励磁调相机的性能。本文首先研究了转子q轴励磁绕组槽个数的不同对气隙磁通密度及谐波含量的影响,设计出基波磁通密度较高且谐波含量较低的方案。在此基础上研究了具有不同q轴励磁绕组槽距角的双轴励磁调相机的磁场分布和饱和情况,最后进一步对转子q轴励磁绕组的槽型结构实现优化,得到了一种可以提高基波磁通密度、降低谐波分量的转子结构,从而尽可能大的提高双轴励磁调相机的性能。本研究为大型双轴励磁调相机的设计和制造提供了理论依据。     

采用飞轮储能的永磁直驱风电机组有功平滑控制策略

风速的不稳定性和间歇性使得采用最大风能捕获控制策略的风电机组输出有功功率会随风速的变化而波动,影响风电机组的输出电能质量,引起电网频率波动,甚至带来电网的稳定性问题.简单分析了永磁直驱风电机组的全功率双脉宽调制(PWM)交-直-交变流器的控制策略,提出了在不改变现有变流器控制策略的前提下,在变流器的直流侧接入飞轮储能系统,用以实现风电机组输出有功功率的平滑控制.设计了飞轮储能系统的能量控制策略,并给出了平滑功率值的计算方法.对1.3 MW永磁直驱风电机组的运行特性进行了仿真研究,仿真结果表明,采用所提出的飞轮储能系统能量控制策略能够有效平滑风电机组输出有功功率,提高了风电机组的输出电能质量.     

新能源同步机与调相机在高比例新能源电网中应用的比较

针对高比例新能源电网的电压稳定问题和新能源脱网风险,新能源同步机(Motor Generator Pair,MGP)系统和调相机均能发挥重要作用。为对比二者的动态特性,本文介绍了MGP结构和控制策略,分析了MGP的无功调节原理和机械隔离作用。推导了调相机的动态调节特性及无功调节能力的影响参数。在PSCAD中分别搭建了MGP和调相机接入新能源并网系统的仿真模型,对比了不同故障情况下MGP和参数优化前、后调相机的动态特性,结果表明MGP和调相机都具备抑制电压跌落的能力,而MGP的机械隔离作用可以隔离故障对逆变器和新能源机组的大部分影响,防止新能源大量脱网。     

微网系统中储能装置控制策略研究

在微网系统中,大功率电力负荷的投切会导致电网电压幅值和频率产生波动。将储能装置应用于微网系统中,可通过逆变控制单元,实时监控电网电压波动,即时调节配电网输送的有功无功功率大小,从而达到抑制电网电压波动的效果。采用了电压频率环控制和有功、无功补偿控制相结合的控制算法,可以即时检测电网电压波动并进行快速补偿,具有较强的有功、无功调节能力。最后通过构建模拟微网环境,进行了不加储能装置和接入储能装置后微电网投入不同电力负荷时电压波动对比实验,验证了控制策略的有效性和正确性。     

金坛盐穴压缩空气储能电站调相模式设计与分析

可再生能源高占比及特高压交直流混联电网的新形态对储能系统的功能有了更丰富而具体的要求.先进绝热压缩空气储能是实现电能大规模存储和提高电网运行水平的重要支撑技术之一.从电网实际需求及储能系统自身特性出发,文中提出一种基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能电站调相运行模式,在承担基本调峰任务的前提下,以微量的高压空气及热能损耗...     

同步电动机定转子绕组故障的分析与处理

根据某地煤矿用同步电动机定子绕组的烧损情况,分析出原因有三:一是电机的绝缘老化,二是绕组的绝缘创伤,三是绕组的积尘受潮.同时介绍了烧损绕组的局部修复处理方法.对重型机械厂同步电动机转子断条的情况进行了分析,其原因是主回路断路器故障.并介绍了转子断条的原地维修方法.另外,还介绍了用毫伏表检测转子励磁绕组接地点的简便方法.     

抽蓄机组调相运行对宾金直流无功电压支撑的仿真研究

特高压直流馈入电网的无功电压支撑能力对降低直流换相失败及闭锁概率、提升直流运行的稳定可靠性有重要作用。在论证抽水蓄能机组调相运行模式的关键技术和可行性的基础上,提出采用临近抽蓄机组调相运行为特高压直流提供无功电压支撑的运行方式。以浙江电网宾金直流和邻近的抽蓄机组为例,仿真分析了抽蓄机组采用调相运行方式后在交流系统短路等典型故障下对宾金直流的支撑作用,验证了特定工况下可以采用抽蓄机组调相运行来提升直流运行的可靠性进而提升多馈入直流的浙江电网安全、可靠运行水平。     

一种辅助同步发电机组的储能柔性控制策略

针对新能源大规模渗透下的系统惯量减少和电压调节恶化问题,提出一种储能辅助同步发电机组的柔性控制策略。将储能配置在同步发电机组的输出母线处,储能通过同步发电机组运行数据的反馈进行柔性控制,配合同步发电机组进行功率输出,二者有机结合形成新的发电单元——柔性同步机组,其等效惯量、内阻抗和阻尼可变。在所提控制策略下,储能工作在易于实现的电流源模式,可增加柔性同步机组的惯量和阻尼,改善电压动态并在稳态时提供针对性的无功支撑。仿真结果验证了所提策略的有效性。     

基于双模糊算法的风电机组储能系统优化控制

在风力发电机组并网运行时,通过配置飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)可以有效地平抑风电机组输出功率的波动.在模糊混合PID控制基础之上,提出了一种双模糊控制策略,利用模糊推理将风力发电机组输出的有功功率和飞轮转速两个优化控制目标同时引入到FESS的控制之中,使二者形成紧密联系又彼此制约的关系.然后对电网侧d轴电流引入补偿以稳定直流侧电压,实现近一步优化控制.最后利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,与传统控制策略相比,采用文中的控制策略时电网侧的有功功率波动明显减小,飞轮转速未发生越限现象,直流侧电压波动不超过20V.