发电机定子电流中含有5次谐波的测试与分析

以白城、长春地区部分一次变电所及长山热电厂 6～ 9号发电机为例 ,分析了发电机定子电流中含 5次谐波电流的真正原因 ,证明一次变电所中 5次谐波电压过高的原因与发电机本体结构及励磁系统无关 ,而是来自系统中的 5次谐波电压 ,且呈线性变化     

微机人工二次谐波发电机定子单相接地保护

本文提出在发电机中性点消弧线圈（或配电变压器）的二次线圈中加入人工二次谐波电流，通过检测二次谐波电压与二次谐波电流间相位差，与基波零序电压保护一起可构成１００％定子单相接地保护     

一种基于虚拟同步发电机的电流谐波抑制方法

虚拟同步发电机(VSG)可以实现分布式发电系统友好接入电网,然而在实际运行中,电网电压往往含有低次谐波,导致VSG并网电流产生同次谐波,从而恶化并网电能质量。为此,该文通过重塑电网电压谐波频率处的导纳实现对并网电流谐波的抑制。首先建立了VSG的导纳模型,分析了电网电压谐波影响VSG并网电流质量的原因。基于所建立的VSG导纳模型,提出了一种基于陷波器的电网电压前馈控制策略,并推导出电网电压前馈函数的表达式;针对电网电压前馈函数包含微分项且在基频处增益过大会导致过调制的特点,采用谐波频率处部分前馈的方法。最后通过仿真和实验证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

关于定子接地保护的几个问题

以几次事故为例说明,用“允许接地电流”来决定定子接地保护投运方式是不合理的。对于双水内冷发电机及没有匝间保护的大,中型发电机,其定子接地保护应用跳闸,３次谐波电压型接地保护动作可靠性低的原因是：调整不当,工作环境条件差,回路及继电器本身有缺陷,为提高其动作可靠性,应掌握机遇机端３次谐波电压和中性点３次谐波电压的变化规律,改善环境,并及时更换不良的３次谐波电压型保护,发电机中性点经配电变压器接地,降     

基于谐波阻尼的双馈感应发电机定子谐波电流抑制改进策略

通过建立电网电压谐波下双馈感应发电机(DFIG)的数学模型,分析了电网电压谐波对DFIG性能的影响,以抑制定子电流5次和7次谐波为目标,在转子电流内环采用比例—积分—谐振(PIR)调节器的基础上,引入定子谐波电流闭环控制策略,避免了常规谐波抑制策略转子电流指令计算对发电机参数的依赖。随着定子谐波电流环R调节器增益系数的增大,对定子电流中的谐波抑制越明显,但是抗扰动能力下降,通过引入谐波阻尼控制,在最大限度抑制定子电流谐波的基础上增强了系统的抗扰动能力,提高了系统的鲁棒性,加快了系统的动态响应。并从稳态特性和动态特性角度分析了参数变化对系统的影响。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流调谐滤波器研究北大核心

在大型发电机广泛应用的静态励磁系统晶闸管换相引发幅值较高的高频轴电压脉冲,使得轴电压成为影响大型发电机安全可靠运行的主要问题之一。文章在现场实测1 000 MW发电机轴电压的基础上,建立了基于Matlab Simulink Power System的大型静态励磁发电机轴电压仿真模型,分析得出静态励磁系统输出共模电压基频及其奇次高频谐波轴电压应为大型汽轮发电机轴电压的防治重点,研究提出了一种选择滤除千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流的调谐滤波器,仿真表明该滤波器对所选择的高频轴电流滤除效果良好。     

发电机定子接地保护分析及改进措施

从分析发电机定子绕组单相接地时发电机电压系统基波零序电压及三次谐波电压特点入手,分别对零序电压及三次谐波电压构成的发电机定子单相接地保护原理进行了分析探讨,同时根据现场及相关反事故措施要求,提出了提高发电机定子接地保护动作可靠性的措施.     

千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流调谐滤波器研究

在大型发电机广泛应用的静态励磁系统晶闸管换相引发幅值较高的高频轴电压脉冲,使得轴电压成为影响大型发电机安全可靠运行的主要问题之一。文章在现场实测1 000 MW发电机轴电压的基础上,建立了基于Matlab Simulink Power System的大型静态励磁发电机轴电压仿真模型,分析得出静态励磁系统输出共模电压基频及其奇次高频谐波轴电压应为大型汽轮发电机轴电压的防治重点,研究提出了一种选择滤除千兆瓦静态励磁发电机高频轴电流的调谐滤波器,仿真表明该滤波器对所选择的高频轴电流滤除效果良好。     

双馈风电机组电网背景谐波运行与谐波抑制策略研究

针对电网背景低次谐波引起的双馈风电机组定子电流畸变、功率及电磁转矩脉动,建立了能够反映电网5、7次谐波电压下双馈发电机的特征谐波模型,揭示了电网背景谐波电压对双馈发电机功率与电磁转矩脉动的影响机理。通过双馈发电机控制目标分析,提出了基于比例-积分-谐振(PIR)调节转子电流内环的双馈发电机双闭环控制策略,有效地消除了双馈风力发电机定子输出电流中的5、7次谐波和电磁转矩脉动。在Matlab/Simulink中建立了1.5 MW双馈风电机组仿真模型,实现了风电机组谐波运行与抑制的全过程仿真。利用电网谐波发生模拟装置,进行了双馈机组谐波运行与抑制现场试验,仿真与现场试验证明了理论分析的正确性与谐波抑制策略的有效性。     

PWM整流器参数对永磁同步发电机电流谐波的影响

永磁同步发电机(PMSG)与PWM整流器构成的永磁可控发电系统在新能源发电和电力驱动领域应用日益广泛,但与直接并网运行发电机相比,定子电流含有大量高次谐波分量。本文建立了SPWM(正弦脉宽调制)和SVPWM(空间矢量脉宽调制)两种调制策略下永磁发电机定子电压谐波模型,对不同调制比和载波频率下发电机定子电流谐波进行了详细的解析计算和分析,得到了谐波电流随调制比和载波频率的变化规律,仿真结果验证了结论的正确性。     

适用于缓解双馈感应发电机电磁转矩脉动的新型矢量控制

针对电网电压谐波含量要求,提出一种基于矢量控制的定子电流谐波抑制拓扑结构,重点解决双馈异步发电机DFIG(doubly-fed induction generator)电磁转矩的脉动问题。所提控制器即谐波矢量控制HVC(harmonic vector control),能够抑制电流谐波。电网电压5、7、11、13次谐波分量,由于定子串联阻抗低,导致发电机电流谐波分量为同次,且相对振幅较高,因此,HVC已被测试用于此类电流谐波成分的控制,不需要谐波滤波器来估计定子电流的谐波含量。最后,经过仿真和实验分析,证明了所提控制的适用性和有效性。研究结果表明,该控制器的稳态误差接近于0,此外,HVC可作为DFIG中的谐波滤波器,并可根据应用要求选择谐波。     

高次谐波的探讨与技术处理

随着变流技术的发展，电力拖动系统中大量应用变频器、斩波器、逆变器和软起动器等，这些设备在应用中产生多种高次谐波，导致电网电压电流波形的畸变。当变配电系统中采用并联电容器进行无功补偿时，必须考虑谐波的影响，分析谐波源及可能产生的谐波阶次，采取合理的补偿措施避免发生谐振；当电网中谐波导致的电压电流畸变严重时，就需要进行谐波治理，最终将谐波引发的电压电流畸变限制在许可的范围之内。变配电系统设计运行在恒定频率的正弦波电压电流环境中，当负载中存在非线性负荷时，电网中就会产生高于基波频率的谐波电流，它们与基…     

大型汽轮发电机3次谐波电压定子接地保护方案的研究与改进

基于一台300 MW汽轮发电机的参数,对常用的3种3次谐波电压定子接地保护方案进行灵敏度对比分析。分析结果表明大型汽轮发电机采用接地变压器接地方式时,现有的3次谐波电压定子接地保护在定子绕组中部的灵敏度仍然不足。考虑现有3次谐波电压定子接地保护存在误动较多的问题,分析了导致发电机机端、中性点3次谐波电压变化的原因。在此基础上,提出一种改进型3次谐波电压变化量差动原理定子接地保护方案。该方案对机端3次谐波电压变化量进行校正后与中性点3次谐波电压变化量构成差动判据,可有效区分定子接地故障与发电机3次谐波电压的正常波动。该方案还根据高压侧3次谐波电压的变化量增加了浮动的保护启动门槛,避免因高压侧3次谐波电压变化而导致的误动。仿真结果表明所提方案理论正确,灵敏度较高,受机组运行变化状态的影响小。     

宿迁开发区变电所35 kV系统电能质量状况分析

根据江苏宿迁开发区变电所35kV系统谐波源用户的具体情况,以实测数据为依据,在分析计算的基础上查找出谐波超标原因,提出了采用并联无源滤波器的方式解决电流谐波问题,采取改造供电方式和隔离措施限制电压闪变问题的方案,取得了良好的实效。     

基于下垂并网的双馈风力发电机谐波电压抑制策略

在双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)基于电压源输出并入弱电网的条件下,针对系统中含有非线性负载的情况,提出一种改善公共连接点(point of common coupling,PCC)谐波电压的方法。首先建立双馈发电机基于电压源下垂并网输出的功率小信号模型。然后根据模型建立谐波源到输出电压的传递函数。以抑制并网点电压的5次和7次谐波为目标,在转子电流内环采用比例积分控制器的基础上,利用准谐振调节器直接提取并网点电压的谐波分量,引入比例前馈补偿,有效降低并网点谐波电压含量和输出功率脉动。最后通过实验验证所提控制策略的有效性。     

不平衡且谐波畸变电网电压下双馈风电系统控制策略

针对并网点电压不平衡且同时含有5次、7次谐波电压的电网条件,文中利用串联网侧变换器和并联网侧变换器的协调控制以及正向同步旋转轴系下的比例积分—双频谐振(PI-DFR)控制器,提出了基于串联网侧变换器的双馈风电系统在不平衡且谐波畸变电网电压下的改进控制策略;在实现了定转子电流平衡无畸变、发电机输出功率和电磁转矩无波动的同时,亦消除了系统输出有功功率的2倍和6倍频波动。此外,还提出了考虑并联网侧变换器电流容量时参考电流指令在其电流最大值下的分配原则及分配后的参考电流指令。对一台2MW基于串联网侧变换器的双馈风电系统在不平衡且谐波畸变电网电压下的仿真分析,验证了所提控制策略及并联网侧变换器参考电流指令分配原则的正确性。     

大型发电机转子匝间短路故障特征量的理论分析

针对发电机常见故障之一的转子匝间短路,本文首先分析了正常情况和匝间短路情况下的转子磁势分布,并通过转子磁势分析进一步分析了转子与定子在匝间短路情况下的谐波情况,得出了定子绕组的1/2次谐波以及转子绕组的3/2次谐波都感生于定子的二次谐波电流的结论;同时,理论分析了匝间短路对发电机定子电流、定子电压、转子电流、转子电压、发电机输出有功和无功功率的影响,并通过MATLAB/SIMULINK进行了仿真,验证了理论分析的正确性;为发电机匝间短路故障判定的特征量选取奠定了基础。     

六相永磁同步发电机系统的零序电流抑制策略

针对共直流母线开绕组永磁同步发电机(OW-PMSG)系统在传统空间矢量调制策略下存在的零序电流干扰不足,通过分析共直流母线开绕组电机系统中零序电流产生原因,提出一种应用于六相OW-PMSG系统的零序电流抑制的控制策略。为有效抑制零序电流,引入比例谐振控制器控制变流器产生共模电压,以抵消反电动势三次谐波分量。为有效抑制由定子结构带来的5次、7次谐波,重新选择矢量,并按照计算出的比例关系分配矢量作用时间。对比分析传统最大四矢量控制策略和改进的零序电流抑制策略的仿真结果,验证了该方案的可行性。     

基于双谐波绕组的混合励磁发电机励磁控制系统

为了解决不同运行工况下混合励磁同步发电机端电压恒定的问题,设计了一种基于全桥变换器拓扑的励磁控制系统。励磁系统采用以电枢绕组电压为外环、定子谐波励磁绕组电流为内环的双闭环控制策略,以谐波无刷混合励磁同步发电机端电压为反馈信号,通过调节定子谐波励磁绕组电流,以维持发电机端电压恒定。阐述了双谐波绕组的混合励磁发电机的基本结构和工作原理,设计了励磁控制系统的软硬件,并测试了励磁控制系统的性能。实验结果表明：调节定子谐波励磁绕组电流,可以很好的调节发电机的端电压;通过励磁控制系统的自动调节功能,实现了发电机在不同负载情况下的输出电压恒定。     

小容量同步发电机组谐波特性分析

相对于大电网，小容量系统惯性小、承受扰动的能力弱，因此小容量同步发电机组受谐波影响较大。为揭示谐波的作用机理，从注入谐波电流后电机内部的电磁关系变化入手，描述了谐波电流形成的旋转磁场与基波磁场叠加后的形态。进而分析了谐波电流对发电机输出电压的影响，并运用瞬时功率理论推导了谐波转矩的解析式，指出了发电机组转轴机械振动的原因。进行了柴油发电机组带非线性负载的实验，观察了机组在谐波影响下的运行状态，实验结果与理论分析一致。