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《變速水泵-水輪機組在水泵工況下的起動及同步.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、12變速水泵一水輪機組在水泵工況下的起動及同步變速水泵一水輪機組在水泵工況下的起動及同步(瑞士)YPannatier等[摘要]本文介紹了一臺250MW變速水泵．水輪機組水泵工況的起動及同步過程。采用轉子側帶三級電壓源轉換器(VSI)串聯的雙饋感應發(fā)電電動機即可實現這些過程，而無需其他任何輔助設備。給出了基于定子磁鏈定向控制的起動過程的控制策略。為了獲得滿足同步條件的最小轉速，本文詳細描述了控制過程的不同階段，同時還介紹了伺步過程中定子電壓幅值、頻率和相位的控制。仿真結果驗證了提出方法的有效性。[關鍵詞]控制系統；仿真；感應電機；功率轉換器
2、；水泵；水輪機；脈寬調制；轉矩；變速1術語模；第四部分介紹基于定子磁鏈定向控制的起動過程[11,17；第五部分描述了同步過程的定子電壓幅值、頻時間相差，s率及相位控制；第六部分給出了兩個過程的仿真結果；，定、轉子頻率標么值最后，第七部分為結論。f電流標么值轉動慣量，kgm3電站建模玎轉速標么值圖l為電站的完整模型。P有功功率標么值定、轉子電阻標么值拉普拉斯算符水泵水輪機轉矩標么值電磁轉矩標么值Th，Park方程中的轉子位置角，radU電壓標么值，定、轉子總電抗標么值激磁電抗標么值’09角頻率，rad／s同步->轉速變壓器控制起動過程同步過
3、程轉速控制lf，磁鏈標么值轉換指令圖l電站的完整模型2引言轉輪不帶水起動，水泵水輪機用一個隨轉速變化未來一些年里，風電場和水電站這樣的可再生能的阻力矩進行簡單建模，該轉矩包括水泵水輪機的摩源將在電網中起到更重要的作用。由于風電的波動性很大，風電占有比例高的電網，尤其是孤立電網，可擦損耗、通風損耗及軸承損耗引起的阻力矩，為水泵能會很不穩(wěn)定。變速水泵水輪機組能夠顯著增加電網額定轉速時額定轉矩的2．8％。的穩(wěn)定性，從而克服這一問題【1．’181。過去十年電力系統的整個模型包括一個雙饋感應發(fā)電電動里，對變速水泵水輪機組運行行為的建模和分析已經機，
4、轉子側為三級電壓源轉換器(VSI)串聯L8。有幾篇出版的文獻介紹【2】，而對于這種機組的起動和表l給出了雙饋感應發(fā)電機的主要參數，建模公式均同步過程的研究還沒有報道。本文旨在詳細介紹與這為同步參考坐標系下的標么值形式。些過程有關的理論知識，以保證僅用正常運行工況下型=譙++1運行的現有設備，即能實現這些運行工況。分析表明，‘在特定條件下，水泵工況的起動和同步在合理的時間絲，=+if,．，+1，內即可成功實現，無需其他任何附加設備。，=Xs。i+Xh‘本文由以下幾部分組成：第三部分介紹電站的建14變速水泵一水輪機組在水泵工況下的起動及同步2
5、013．N3首先，由式(3)和(4)可得到定轉子電流：(25)：lI≈一．—!l_一—旦(15)f：—¨r：—1．—一——一下06)轉子電壓隨轉子頻率線性增加。因此，考慮由式0’，0’^一(7)計算出的轉子電壓最大值．m，由式(25)和2一．(12)可推導出額定轉矩下轉速可達到的最大值。一仃：l一—L其中，一，』-．旦電機達到了最大轉子電壓對應的轉速時，為了保持轉子繼續(xù)加速，必須減小q軸定子磁鏈或轉子電流，將式(15)代人式(1)，式(16)代入式(2)，且u=0，得：如式(24)，這里選擇前者。{C．第二步：減小磁鏈一．．(17)由式(
6、24)可得定子磁鏈如下：一：一一)2(26)，，’(18)r．因此，一旦轉子電壓達到最大值，就根據下式減小磁鏈，其中：’：，：03。r∞n‘rr丟(27)s,A-，在穩(wěn)定狀態(tài)，由式(17)可得轉子磁鏈，由式(18)由于磁鏈設定點不再是常數，而依賴電流，因可得轉子電壓，：此為了使電磁轉矩最大，必須計算q軸轉子電流設定=點。，0+fi~ofsL)．_Xr．(9)D．第三步：減小q軸轉子電流：．一—．．(20)依據式(27)減小磁鏈后，電磁轉矩可表示為如下形式：將式(19)代人式(20)得：嘉【28)『I地絲墜(21)coS,’XtlX~}如果
7、滿足如下條件，此轉矩將最大：利用公式(II)，可得：老=。：一瓦Urmax(29)=‘劫為了使此轉矩達到最大，必須依據式(29)減小q考慮式(9)并忽略轉子電阻，可得：軸轉子電流，q軸轉子電流設定點由下式給出：一≤rmax：Irq_set=～]](23)．o．(3jou)，／．／nlZ，rmax考慮轉子電壓模時，轉子電壓和轉子頻率之間的~,tx．一-／，．一關系可表示為：(24)5同步過程{?≈一“如本節(jié)的B部分所介紹的，一旦電機達到了滿足同步條件的最小轉速，定子繞組斷開并調節(jié)定子電壓，負號是由于轉子頻率在起動過程中是負的，如式使電機與電
8、網同步。如果定子側和電網側電壓幅值、(12)。頻率和相位都相等，同步將是最理想的。最后，當考慮q軸額定定子磁鏈和轉子電流時，A．定子電壓幅值控制可得：定子電壓幅值可通過d軸和q軸轉子電流進行控
