解耦变结构交流速度控制系统的研究

本文提出了一种新型的AC速度控制系统——解耦变结构控制系统。它利用解耦原理简化感应电动机的数学模型,然后采用变结构控制原理克服转子电阻随温度变化带来的不良影响,保证了系统的动态和静态性能。文中推导出解耦变结构速度控制系统的数学模型、滑模控制器结构,并给出仿真结果。

基于转子串联电阻的双馈风力发电机低电压穿越

讨论双馈风力发电机组低电压穿越中,转子串联电阻控制方式时转子侧变流器有功、无功功率的分配原则,给出有功、无功电流的极限表达式,提出一种转子串联电阻低电压穿越功率协调控制策略。在电网电压跌落转子电流超过其阈值时,该方案一方面控制转子变流器有功电流输出,使其满足转子串联电阻投入后所消耗的有功功率;另一方面考虑双馈电机暂态稳定性,使双馈电机工作在无功支持模式,优先向电网输出一定的感性无功功率。实验结果表明,该控制方案具有比撬棒保护更好的暂态性能,同时有助于电网电压的快速恢复,有利于其他并网负载的安全运行。

基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统

设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和定子电阻等参数变化带来的扰动观测出来并加以补偿,提高了系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈律实现了“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高了控制精度。仿真结果表明,该系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,对负载、转动惯量和定子电阻的变化具有很强的鲁棒性。

基于转子串电阻的双馈风电机组故障穿越技术

针对撬棒保护技术存在的双馈风电机组失控问题,提出了转子串电阻和直流侧卸荷电路协调控制的故障穿越方案。该方案不仅能够保证双馈风电机组满足电网规范的穿越要求,同时也抑制了系统机组转速的过快增加,从而有效地改善了机组的转速稳定性和瞬态行为。首先分析了转子串电阻的理论依据,评估了不同限流电阻对机组瞬态特性的影响,选择了合适的电阻值,并分析了所提方案的工作原理。最后基于PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方案的有效性进行验证。仿真结果表明,所提方案能保证双馈风电机组成功穿越低压故障,且具有较好的转速稳定性和瞬态特性。

电阻分压式转子接地保护改进算法

对转子电压采用电阻分压方式,将分压后的电压引入保护装置,参与转子接地运算。针对目前常见的乒乓式与低频电源注入式2种接地保护,从接地电阻及接地位置2个方面对保护测量的影响进行理论分析,并提出相应的改进方案。以三峡ALSTOM机组为例,在PSCAD/EMTDC建立仿真模型,仿真数据结果表明,采用电阻分压式转子接地保护能准确计算接地电阻阻值及接地位置,避免较高电压直接接入保护屏,同时利用对不同抽取电阻的切换,能正确定位接地点是在励磁回路上还是在测量回路引线电缆上。

协调相邻风电场之间低电压穿越的综合保护方案

多个风电场相邻时,若某一风电场近端发生严重故障,其撬棒投入实现低电压穿越的同时,将对相邻风电场造成影响。根据故障时双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的无功功率特性,分析了撬棒投入对相邻风电场的影响以及造成相邻风电场撬棒连锁动作的原因,提出了一种基于DFIG转子串联电阻和静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的综合保护方案及相应的控制策略,以协调多风电场之间的低电压穿越,防止撬棒的连锁动作使电网电压和无功功率进一步恶化。仿真结果表明,所提保护方案能够抑制相邻风电场DFIG的转子电流,防止撬棒连锁动作,并能最大限度补偿无功缺额,提高出口电压。

电网电压骤升情况下双馈变流器控制策略研究

风电场电网电压跌落恢复过程中若无功过剩、负载突然切除以及风电场35 kV非有效接地系统因单相接地故障引发谐振过电压,电网电压面临升高风险。由于双馈型风力发电机定子与电网相连,电网电压骤升时其暂态过程会造成定转子电压电流冲击和电机转矩振荡。为实现机组高电压穿越,针对电网电压骤升期间变流器不脱网的保护,拓扑上增加了直流Chopper电路,制定了一套穿越期间的脉冲管理逻辑。从变流器模型最大输出电压出发,提出了网侧无功优先的控制策略。转子侧变流器引进转子附加阻尼控制,加快直流磁链衰减,避免直流Chopper频繁动作,减轻机组转矩振荡过程。通过Simulink建立主回路模型,在控制程序嵌入Simulink作为控制器的方式进行混合仿真,更加逼近现场环境。结果验证了所提策略与保护方案的有效性和可行性,同时也验证了程序代码的正确性。

基于转子串阻容的双馈风机低电压穿越能力优化

为了优化电网电压发生不对称故障时双馈风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力,提出一种优化方法,即在转子侧串联电阻和电容改善DFIG的LVRT能力。传统的Crowbar方法中,故障期间DFIG将产生不可控的情形并且吸收一定无功,不利于电网电压恢复。而采用转子串阻容方法,限制了转子侧电压的负序分量和直流分量,抑制了转子开路电压和转子过电流,保证了DFIG在故障期间可控状态,并提供无功,有利于电网电压的恢复。仿真结果表明,所提方法能使DFIG成功进行低电压穿越,保证了DFIG在故障期间可控。

基于转子串电阻的双馈风电机组的故障穿越方法研究

电网发生故障时,Crowbar保护电路的投入会将双馈风电机的转子侧变换器短路从而使其失去控制,而且变换器的传统控制方法会导致双馈风电机组的控制性能恶化。针对以上问题,本文在考虑定子励磁电流动态变化的基础上改进了变换器的控制策略,并与转子串电阻相互配合,实现了双馈风电机组的故障穿越方法。利用MATLAB/Simulink仿真平台进行了仿真实验,结果表明,改进的控制策略与转子串电阻相互配合能够协助双馈风电机组成功穿越电网的严重故障,有利于风电系统的稳定运行。

DFIG的LVRT措施对输电线路距离保护的影响

双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)特殊的暂态特性影响着输电线路风电场侧距离保护的效果。发生过渡电阻短路时,文章结合DFIG低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)措施和控制方式,分析其暂态特性,研究采用转子撬棒和串联制动电阻(series dynamic braking resistor,SDBR)实现LVRT时工频量距离保护的抗过渡电阻能力以及保护误动的可能性。理论分析和仿真结果表明:转子撬棒加强了风电场的弱馈特性,使距离继电器的抗过渡电阻能力变弱;采用SDBR时可通过转子侧变流器(rotor side converter,RSC)调节功率输出,故障电流稳态值相对较大,继电器抗过渡电阻能力较强。此外,由于故障电流普遍较小,容易造成下段线路故障时本段线路保护误动。

基于转子串电阻的双馈风电低电压穿越暂态功率优化控制

针对双馈风力发电机转子串电阻低电压穿越控制,提出一种动态功率优化控制策略,根据电网电压跌落深度的前馈控制,实时改变双馈电机有功功率给定值,进而快速有效地控制双馈电机的功率输出,实现转子变流器两侧的功率平衡;利用转子串电阻低电压穿越期间双馈电机的可控性,在确保系统稳定和转子变流器电流不越限的情况下,为电网提供尽可能多的无功支撑,促使电网故障电压快速恢复。基于10 kW的双馈风力发电模拟平台实验结果表明,该算法在无需添加额外硬件设备的同时,可基本实现系统的安全、稳定、零电压穿越运行,且可降低系统的成本,具有一定实用性。

基于转子多阶串联动态电阻的DFIG自适应LVRT控制策略

转子串联动态电阻（SDR）保护虽然能解决转子并联撬棒保护接入导致的双馈感应发电机（DFIG）低电压穿越期间无功缺额增加、机组失控及电磁转矩过冲等问题,但其大阻值反复投切的方式会导致机组电磁转矩振荡剧烈、定子阻尼减弱及可控性降低。针对这一问题,提出了一种基于转子多阶串联动态电阻（MS-SDR）的自适应低电压穿越控制策略,分析了MS-SDR保护原理及其投切对DFIG暂态过渡的影响机理,并根据故障不同阶段控制目标划分,制定了MS-SDR的分级-分阶段投切控制策略,同时为抵消MS-SDR投入导致定子磁链衰减变慢的负面影响,设计了改进的磁链有源衰减控制策略。采用MATLAB/Simulink在不同电网电压跌落深度下对主动式撬棒、传统SDR和自适应控制策略进行了仿真比较和综合性能评估。结果表明,所提方法不仅能有效抑制故障初始过流、过压及电磁转矩过冲峰值,而且还能降低故障持续阶段保护投切引起的暂态振荡幅度,并加快机组恢复稳定速度。最后通过11 k W DFIG实验平台验证了所提控制策略的有效性。

绕线转子异步电动机转子串电阻电感起动参数的计算

绕线电机采用转子串电阻、电感的方法，既能进行起动，又能较大幅度地节能。本文论述了采用该方法的工作原理，给出了参数计算。

水泥粉磨主电机启动瞬间故障的处理

水泥粉磨高压电机在启动瞬间出现高速频繁合闸现象,严重威胁其使用寿命。通过对电机启动时定子回路、转子回路中电流变化情况的监测,发现故障原因,针对下位梯形图程序中的不足给予完善。该故障在马达启动过程中应引起高度重视。

绕线式异步电动机串频敏变阻器的机械特性

采用变压器空载串联等值电路的方法，分析了频敏变阻器的频敏特性和频敏变阻器的参数对绕线式异步电动机机械特性的影响。

励磁系统灭磁电阻损坏的原因分析

自华电福建沙县城关水电有限公司#1机组投运以来,第1次出现了灭磁电阻损坏的问题,针对出现的问题对故障原因进行了分析,利用排除法初步判断为灭磁电阻故障,更换灭磁电阻后,机组运行正常。

交流电机调速在煤矿机械上的应用

对近年交流电机调速中的变频调速、开关磁阻调速在煤矿的情况进行分析和介绍。

非线性电阻用于灭磁和转子过压保护十年的回顾与展望

回顾了运用氧化锌(ZnO)非线性电阻技术,解决大型汽轮发电机灭磁、转子绕组过电压保护两个关键问题的原因和经过。着重介绍了非线性电阻灭磁的两个方案,以及在理论研究方面所取得的进展。