基于时步有限元的抽水蓄能电机瞬态参数计算方法的对比

为准确计算抽水蓄能电机分别运行于发电及电动工况时的瞬态参数,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用包络线法得到空载突然三相短路时电机的瞬态参数(简称包络线法),同时用冻结磁导率法得到空载突然三相短路时定转子绕组漏抗及电枢反应电抗,由各瞬态参数定义式得到瞬态参数(简称冻结磁导率法)。将冻结磁导率法计算值与设计值分别代入短路电流解析式中得到短路电流波形,与时步有限元仿真波形相比,冻结磁导率法计算波形与之更为接近。将这两种瞬态参数计算方法应用于实验室6极反装水轮发电机,与实验结果对比验证了两种计算方法的有效性和可行性。

静止变频器起动抽水蓄能电机初始导通方案

运用理论分析与有限元法计算相结合的方法,以一台170MW抽水蓄能电机结构参数为例,在对其常规停机位置和特定停机位置感应电压进行分析计算的基础上,提出了抽水蓄能电机静止变频器起动初始导通特定停机位置点感应电压相等的控制问题,推导出了特定位置点感应电压的表达式,精确定位出特定位置点与定子绕组轴线的相对位置。研究了特定位置点初始导通方案与产生正向电磁转矩的规律,提出了抽水蓄能电机特定停机位置点起动时初始导通控制方法,并对实验电机在不同导通控制方案下的感应电压与转速方向进行了测试。实验结果验证了文中理论分析和所提方法的正确性。

抽水蓄能电机静止变频器起动过程分析

引入动态电枢反应电抗概念,得出考虑磁路饱和变化的数学模型,利用此模型对抽水蓄能电机静止变频器起动过程中的励磁电流、转速和转矩等进行了分析与计算,并同以往不考虑磁路饱和变化数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明,饱和愈深,励磁电流差别愈大,但转速差别不大,转矩差别最小。

抽水蓄能电机背靠背启动过程的计算机仿真

用电机状态方程的形式，研究了与抽水蓄能电机背靠背启动有关的机电变化规律．为使电机能在合理的状态下进行背靠背启动，对电机的励磁电流、摩擦转矩、门漏转矩和发电机的驱动转矩及电机的初始角等影响因素分别进行了仿真分析，并确定了其应选值范围．

励磁控制下抽水蓄能电机静止变频器起动研究

建立了抽水蓄能电机静止变频器起动在励磁电流受控下的数学模型,对起动过程进行了分析计算,得出此种情况下主要物理量的变化规律,最后与实验结果进行了对比,所得结果基本一致。

抽水蓄能电机静止变频器起动的仿真研究

本文建立了抽水蓄能电机静止变频器起动的数值仿真模型,模型中考虑了无穷大母线、静止变频器装置、电机、机械系统及自动励磁调节等。利用该仿真模型对一台334MVA的抽水蓄能电机的静止变频器起动全过程进行了仿真计算,获得了主要物理量的变化规律,验证了模型的可靠性。

抽水蓄能电机稳态电抗的有限元计算及影响因素分析

为研究抽水蓄能电机稳态电抗受铁心饱和的影响,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用时域法计算得到电机在发电及电动稳态工况时,转子转动一周时电抗的变化曲线及场图,进而得到相应的稳态电抗。同时采用频域法计算得到了稳态电抗。时域法计算值、频域法计算值、设计值在额定工况基本一致;然后采用时域法和频域法计算比较不同负载和不同功率因数时两种工况下的饱和同步电抗,分析其变化规律,为电磁设计提供了理论依据。

抽水蓄能电机发电工况下的暂态稳定性研究

为了研究响水涧抽水蓄能电机发电工况下承受电力系统扰动的能力,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用该模型计算了系统发生三相突然短路后的大扰动过程,并分析了抽水蓄能电机运行在发电工况下的暂态稳定性。在此基础上,对比研究了时步有限元模型和传统Park方程所计算结果之间的差异。研究结果为指导抽水蓄能电机的实际运行提供了理论依据。

大型抽水蓄能电机低频电磁力分析计算

随着机组容量的增加,低频振动问题越来越受到关注。到目前为止,国内投运的数十台大容量水电机组都不同程度地存在着低频振动问题,有些机组的振动甚至超过标准的规定限值。针对这一问题,本文对低频振动的机理进行分析,探讨低频电磁力产生的原因、研究其计算方法,并以抽水蓄能电机为例,计算分析低频电磁力及其影响因素。结果表明:低频电磁力的大小随气隙偏差、不圆度、气隙磁密增加而增大,随气隙长度增加而减小。虽然在制造和安装的过程中无法消除这些因素,但可以通过提高转子加工和安装精度,最大限度地减小电磁力和降低低频电磁振动,以保证振动幅值小于标准要求而使机组能长期安全可靠运行。

抽水蓄能电机发电与抽水工况动态稳定性的对称性

以单机无穷大系统为对象 ,采用考虑阻尼绕组作用的动态稳定分析模型 ,对抽水蓄能电机在发电工况和抽水工况下的动态稳定性进行分析 .对无功功率一定 ,有功功率反号的发电与抽水工况 ,无电力系统稳定器 (PSS)或采用功率方向PSS时 。

抽水蓄能电机调相运行解耦分析

以单机无穷大系统为对象 ,采用计及阻尼绕组作用的线性化数学模型 ,分析了抽水蓄能电机调相运行时的机电动态性能和电压调节性能。无电力系统稳定器 (PSS)调相运行时系统可以分解为机电 -交轴子系统和直轴子系统两个完全解耦的子系统 ;机电动态性能由机电 -交轴子系统所决定 ,电压调节性能由直轴子系统所决定。

抽水蓄能电机静止变频器起动的仿真研究

本文建立了抽水蓄能电机静止变频器起动的数值仿真模型,模型中考虑了无穷大母线、静止变频器装置、电机、机械系统及自动励磁调节等。利用该仿真模型对一台334MVA的抽水蓄能电机的静止变频器起动全过程进行了仿真计算,获得了主要物理量的变化规律,验证了模型的可靠性。

基于ANSYS的抽水蓄能电机饱和同步电抗的计算

针对抽水蓄能电机饱和同步电抗的计算问题,在不使用其他计算软件的条件下,完全借助于有限元分析软件ANSYS,进行了饱和同步电抗的计算,并将计算结果与设计值进行了对比分析.结果表明,计算值与设计值基本一致,ANSYS软件可以独立完成电机饱和同步电抗的计算工作.

基于分块Hankel矩阵的抽水蓄能电机扩展卡尔曼滤波模型子空间循环辨识

为提高抽水蓄能电机模型辨识结果的精度,提出一种基于分块Hankel矩阵的抽水蓄能电机扩展卡尔曼滤波(extended Calman filter,EKF)模型子空间循环辨识方法。首先,给出抽水蓄能电机磁场方程,建立基于EKF滤波器抽水蓄能电机模型,并利用电阻和电感的两组状态向量构建两组辨识模型,两组模型协同工作构建循环辨识算法;然后,引入子空间辨识策略,利用分块Hankel矩阵建立相关数据估算方程,利用零空间投影进行输入项删除,降低辨识复杂度,采用最小二乘实现对系统参数矩阵的有效辨识;通过在Matlab平台和硬件环境下的仿真实验,验证了所提算法在抽水蓄能电机转速、转子电阻、励磁电感等参数辨识上的有效性。

抽水蓄能电机极靴形状设计及数值分析

抽水蓄能电机转速高和起停频繁,在设计上采用很多特殊结构。对于采用特殊极靴形状的抽水蓄能电机,不能用传统的设计公式进行设计和计算,这给电机设计带来很大困难。本文针对这一问题建立特殊极靴形状设计及有关的数值分析模型,形成优化的设计方法,并借助于ANSYS软件编制了前处理程序和接口程序。以回龙抽水蓄能电机为例,进行了极靴形状设计和数值分析并用于电机的工程设计中,该电机已于2004年底并网发电。

大型抽水蓄能电机启动过程的励磁控制策略

对大型抽水蓄能电机启动过程中励磁系统的控制进行了深入的理论研究,并将研究成果应用在国内某单机容量300MW的抽水蓄能电机上进行了试验验证,试验结果达到了预期目标,表明研究成果的正确性,具有推广应用价值。

抽水蓄能电机抽水工况时进相运行的分析与研究

在现代电网建设中,抽水蓄能电站能够保证电网稳定、安全运行。随着电网逐渐朝着超高压方向发展,必须要保证进相运行。因此,对抽水蓄能电机的进相运行展开了研究。具体地,全面对比其在进相运行时的功角特性、静态稳定极限等,建立相应的数学仿真模型,计算并分析物理量曲线的变化情况并找到规律,进而研究多机进相的运行,以期具体地描述多机进相运行的情况。

双馈抽水蓄能机组中双向DC/DC变换器研究

为解决双馈抽水蓄能电机低电压穿越的问题,加入双向DC/DC与超级电容保护支路,其中双向DC/DC变换器采用两相交错式双向半桥拓扑结构。本文采用软开关技术有效解决变换器中开关损耗高的问题,对变换器在Buck和Boost模式下分别进行软开关技术分析。在MATLAB中搭建DC/DC效率模块、瞬态响应调整模块、工作范围模块和硬件电路模型,采用双电流内环和电压外环的控制方式。仿真结果表明在软开关的作用下,开关管实现了零电压导通和零电压关断,有效降低了开关损耗,提高大功率电力电子设备利用效率,具有一定的实用性和研究价值。

大型抽水蓄能发电站电动机转子冷却方式

抽水蓄能发电站是当下最实用、最经济的电能蓄能机构,但由于目前大部分蓄能发电站电动机受到设计直径、尺寸的限制,转子电流密度相对较高,从而极大增加了冷却系统负担。文中简单分析了电动机转子热模型试验的构建,并深入探讨了电动机热模型数据计算。