考虑系统运行状态转变的变电站内STATCOM与VQC协调控制研究

针对传统变电站电压无功控制(voltage quality control,VQC)存在变压器分接头和电容器组投切频繁以及电容器投切对系统电压造成一定的冲击等问题,将动态无功补偿源——静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)加入变电站电压无功调节控制中。提出基于本地信息的系统状态辨识方法,实现考虑系统运行状态转变的变电站内STATCOM与VQC协调控制策略,协调有载调压变压器分接头、电容器组与STATCOM的运行。并利用BPA仿真软件对此策略下STATCOM装置在变电站的应用效果进行研究。仿真结果表明:STATCOM与VQC协调配合对改善变电站稳态、暂态运行均有明显效果,能有效减少变压器分接头和电容器的投切次数,2台主变压器均配置STATCOM的效果要好于1台主变压器配置STATCOM的情况。     

同步电机突然两相短路问题的一种新处理方法

本文将谐波平衡法和逐次逼近法应用于解决装有阻尼绕组的同步电机的不对称突然短路问题,并导出了线间(即两相)突然短路后电机各绕组的瞬态电流表达式。     

永磁辅助同步磁阻电机顶层优化设计

永磁辅助同步磁阻电机设计的主要挑战在于如何确定众多参数以满足电机多个性能指标.永磁辅助同步磁阻电机顶层优化设计概念是指将电机优化设计看作为多参数、多目标的优化问题.该文将该高维的多目标优化问题转化为两个低维的单目标子问题.然后,运用本文提出的解析优化算法求解子问题Ⅰ.运用粒子群算法、带精英策略的遗传算法与模式搜寻算法分...     

虚拟同步发电机并联运行的阻抗匹配策略

在逆变器中加入转动惯量和阻尼,实现虚拟同步发电机(VSG)控制,可在兼顾本地负载平滑切换的同时提高交流母线频率稳定性。VSG并联按其容量配比对负载进行合理分配,但阻抗不同会对并联造成稳态误差,同样会影响动态性能。提出一种基于虚拟阻抗的并联VSG控制方法,对励磁环节进行改进,实现对交流母线电压的控制,分析有功功率和无功功率运行特性;加入虚拟阻抗并得出阻抗匹配原则,分析虚拟阻抗在暂态过程中的效果。在MATLAB/Simulink中和实验台架上进行了两台VSG并联仿真和实验,结果表明,提出的控制策略可以抑制投切过程中的频率波动,提高VSG并联的稳定性。     

A Flux‐Modulating Synchronous Machine with Permanent Magnet Excitation

This paper presents a novel type of flux‐modulating synchronous machine (FMSM) in which permanent magnets (PMs) are embedded in the stator back‐iron. The rotor has neither windings nor PMs. A prototype machine with an outer‐rotor configuration was designed and manufactured to validate the operating principle of the FMSM. The characteristics in the motor mode of the prototype machine were also investigated with a vector control system. The results of the investigations show that, as in surface‐mounted PM motors, the torque of the FMSM is predominantly generated by the PM flux and can be controlled using the armature current.     

功率电子发电机稳态工况的分析方法

本文提出了功率电子发电机稳态工况分析的一整套方法。其中包括定子电流的近似,转子电流的求解,定子电压的计算等。值得说明的是这些公式及其推导中既包含了时间谐波又包含了空间谐波。此外,文中还就试验电机的计算结果与实验波形进行了比较。     

Effects of Winding Attachment Positions on Output Characteristics of Flux‐Modulating Synchronous Machines

The flux‐modulating synchronous machine (FMSM) is a new type of multipole SM with nonoverlapping concentrated armature and field windings on the stator. This paper compares the output characteristics of two FMSMs through finite element analysis (FEA) and experiments. In both of the FMSMs, the attachment positions of the armature and field windings are swapped. To determine the reason for the discrepancies in their output characteristics, unsaturated inductances were calculated using a d‐‐q equivalent circuit. In addition, the calculated results of the inductances were confirmed through a visualization of the leakage fluxes using FEA. The results of the study show that the synchronous inductance can be reduced by attaching the armature winding to the air‐gap side of the stator teeth and that the reduction leads to an increase in output power.     

大型同步电机变频起动初期反转现象的原因分析及解决方法

采用变频起动的大型同步电机在起动初期可能出现反转现象,这对有些被驱动设备是不允许的,经分析这种反转现象是由升压变压器的剩磁引起的,通过消磁的方法解决了这一问题.     

异步起动永磁同步电机非正常工况退磁分析

为了研究异步起动永磁同步电机非正常工况运行时的退磁磁场对永磁体的影响,通过建立有限元模型,计算分析了包括三相突然短路、缺相运行、过载运行、降电压运行、失步运行和堵转运行6种常见非正常工况运行时定子电流、转速和永磁体工作点磁密的变化。结果表明,起动过程电流均大于非正常工况运行时的冲击电流,直接影响了作用在永磁体上的去磁磁动势,定、转子合成磁动势作用在永磁体上,将使得永磁体工作点磁密最小,退磁风险最大。当电机在同步状态运行时,永磁体工作点磁密为恒定的值;当电机在失步状态运行时,转子导条产生感应电流,定子电流和转子导条电流产生的合成磁场使永磁体工作点磁密做周期性波动。     

基于EMTDC的静态同步串联补偿器稳态及暂态特性分析

通过对静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)机理的分析,提出了应用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)技术的SSSC控制器实现方案。控制回路设计中通过对正弦参考波相角偏移量的控制使直流电容电压保持恒定。SSSC稳态时的主要作用是对被补偿线路有功功率进行调控,控制器设计中综合考虑了调制系数与补偿方式(容性或感性)之间的相关性,实现了对线路有功功率的灵活控制,响应速度和波动都满足要求。利用PSCAD／EMTDC电磁暂态仿真工具搭建了包括EPRI-7节点系统、SSSC电压源逆变器及其触发控制回路,以及相应的测量、分析模块的详细电磁暂态仿真模型。仿真实现了SSSC的稳态及暂态功能,计算结果证明了控制回路的有效性和系统模型的正确性。同时对直流电容取值及耦合变压器电抗和变比对SSSC特性的影响进行了初步分析。     

基于改进电压模型的无轴承同步磁阻电机转子位移估计方法

为缩短无轴承同步磁阻电机轴向长度,降低包含位移传感器在内的系统总成本,拓宽无轴承同步磁阻电机的应用领域,需去除电机的转子径向位移传感器。采用改进电压模型的反电动势积分方法对电机悬浮绕组磁链进行观测,进而设计转子位移估计器,建立了电机的无位移传感器控制系统。仿真和实验结果表明该方法能有效估计转子位移,可实现转矩扰动时无轴承同步磁阻电机的稳定悬浮运行。     

考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法

当前电网暂态稳定性分析方法未采用相关系数求解不同风电场的边缘分布,导致暂态稳态量化分析结果存在较大误差。提出考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法。构建考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态能量函数,分析风电出力变化对发电机组功角特性产生的影响,获取对应的风电电网暂态稳态判定依据;通过相关系数求解不同风电场的边缘分布,引入威布尔分布的逆函数获取风速序列构建风电电网暂态稳态风险指标,并进行风电电网暂态稳态量化分析。通过相关测试,全面验证了所提方法的有效性和可操作性。     

带桥式交流器的凸极同步电机的稳态特性分析

本文给出了利用复数坐标变量系统解带桥式变流器的凸极同步电机稳态特性的计算方法,并对一台实际电机作了具体计算。计算波形和实验波形的一致性良好。文中还利用FFT对各电压及电流进行了诸波分析,并详细讨论了等效逆序电流的计算。最后,给出了计及谐波电流后的定子磁势。     

功角特性的同步发电机失磁静稳判据

探讨了一种新的功角特性的静稳判据。这种静稳判据,采用直测量发电机功角δ的方法,比较直观,准确,误动的可能性小,并将其与定子静稳判据和转子静判据的性能作了比较。     

Sensorless control of synchronous reluctance motors using on‐line parameter identification method not affected by position estimation accuracy

This paper presents a novel on‐line parameter identification method for sensorless control of Synchronous Reluctance Motors (SynRMs). Although conventional sensorless control methods based on mathematical models usually need some complex measurements of motor parameters in advance, the proposed identification method does not require them and can be realized on‐line. The proposed method identifies motor parameters under sensorless control, so rotor position and velocity cannot be used to identify these parameters. However, the proposed method does not need rotor position and velocity, and identified parameters are not affected by these estimation errors. The sensorless control using identified motor parameters is realized, and the effectiveness of the proposed method is verified by experimental results. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(3): 62–69, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20258     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电机可变励磁功能的研究

提出了一种励磁回路变磁阻的可调励磁磁通的新型永磁同步电动机。这种电机通过永磁体的滑动调节励磁回路的磁阻,调整其提供的有效磁通,实现气隙磁场的调控功能。基于磁场力分析的简化模型,定性分析出永磁体的磁场力跟随速度增加而增大的变化规律,方向为径向指向圆心或偏离微小角度。分别就永磁体在永磁体槽中的位置、非导磁体的形状以及电机饱和等3种不同情况,运用虚位移法进行了永磁体的磁场力的定量计算。计算结果与磁场力分析结果相吻合,验证了力的变化规律满足弱磁原理中平衡离心力的 要求。     

开关磁阻电动机稳态特性的研究

用等效磁网络模型方法给出了开关磁阻电动机稳态特性的计算结果，结合系统的驱动电路和驱动逻辑建立了开关磁阻电动机稳态分析的实验模型，分析了开关磁阻电动机稳态运行过程中绕组电流、磁场储能和动态转矩的变化情况，尤其是对电机磁场储能的研究。详细的仿真分析证实了该方法的可行性，通过实验进一步证实了该方法的有效性。     

静态同步串联补偿器稳态特性分析与详细数学模型的建立

通过数学推导得出了静态同步串联补偿器（SSSC）的功率传输特性及包含交直流系统的详细数学模型。数学模型对SSSC的交流部分和直流部分分别进行分析和数学建模，并通过交、直流侧功率守恒将二者联系在一起。利用EMTDC提供的元件库，搭建了含单机无穷大系统及SSSC装置的仿真系统。SSSC装置包括二电平、六脉冲电压源逆变器及其SPWM脉冲发生回路。利用EMIDC中的控制模块构建了典型的PI控制回路，实现对线路潮流的实时控制。仿真结果验证了SSSC功率传输特性及其数学模型的正确性。