能量变换器及其最新发展

介绍了20世纪末出现的一种新型的可直接并网的高压发电装备--能量变换器(Powerfomer)的基本原理、开发背景、目前现状、技术关键、设计特点和运行特点,并对其发展及应用前景进行了展望。

能量变换器定子漏抗的分析与计算

能量变换器(Powerformer)是无需借助升压变压器便可直接并网运行的新型高压发电机,其关键技术是采用高压交联聚乙烯电缆作为定子绕组,为便于电缆绕制与成型,绕组通常设计成多层同心式,定子槽为多层圆形槽,这与普通交流电机的不同,因此它的槽漏抗和端部漏抗算法也与普通交流电机的不同。文章针对能量变换器多层同心式绕组和多层圆形槽的特点,采用解析法和有限元法对其槽漏抗和端部 漏抗进行了建模,给出了定子漏抗计算方法与实例计算结果,并进行了实验验证,计算结果与实验值基本吻合。

能量变换器样机的研制

能量变换器是一种可直接并网的新型高压发电机。首先介绍了能量变换器的基本原理和研制背景,然后结合能量变换器的特点,给出了模拟试验样机研制过程中定子铁心结构与绕组形式、定子主要尺寸和额定值的确定方法、电磁设计与计算、加工制作方法、基本实验与结果等,最后总结了能量变换器试验样机研制过程的经验和体会。

双转轴混合磁路能量变换器及其冷却结构研究

介绍了一种新型的混合动力传动系统,即双转轴混合磁路能量变换器,着重讨论了该能量变换器的冷却结构。温度场仿真结果和样机的试验情况都证实了该能量变换器冷却结构的冷却效果。

能量变换器失磁动态仿真分析

能量变换器是一种能直接并网的新型高压发电机。给出了一种基于Matlab/Simulink的能量变换器失磁动态仿真方法。通过在DJ18-1同步发电机上进行失磁动态仿真与试验,验证了动态仿真方法的正确性。利用该仿真方法,对能量变换器和传统发电机的失磁动态过程进行对比研究。仿真结果得出,能量变换器失磁故障后,由失步运行过渡到稳态异步运行比传统发电机用时短,故障电流远小于传统发电机,为能量变换器的实际运行提供了可靠依据。

考虑阻尼绕组约束能量变换器空载电动势波形的分析

电机的阻尼绕组端部联结方式的不同,使得阻尼条中感应涡流的约束不同,引起阻尼绕组电流的分布不同,从而对气隙磁场和空载电动势产生影响。本文提出了场路耦合时步有限元法来计算凸极同步电机空载电动势波形,针对能量变换器样机,进行了考虑不同阻尼绕组约束条件下的空载电动势波形的计算,并对计算结果和实验值进行了比较。结果表明,阻尼绕组约束不同,能量变换器空载电动势谐波含量不同,电动势波形的正弦畸变率也发生一定的变化,精确计算时需要考虑这种变化。

能量变换器进相运行时的建模与仿真

为了研究能量变换器进相运行性能,依据其数学模型,采用SIMULINK/SPS软件建立了能量变换器的仿真模型。给出了单机无穷大系统中能量变换器由迟相转为进相运行时定子电压、电流、功角等主要物理量的变化规律,然后对能量变换器的进相深度进行了分析。最后利用实验对能量变换器样机进相运行时的参数进行了测定。实验证明了仿真分析结论的正确性,为能量变换器的设计和运行提供了参考。

能量变换器四机系统低频振荡控制方法研究

能量变换器是一种新型的可以直接与电网相连的高压发电装置,针对其多机并网以及在并网后的低频振荡的重要问题研究的较少。为了进一步了解能量变换器的运行特性,采用多频带电力系统稳定控制器的控制方式,对四机互联的能量变换器进行系统建模,分析了在故障情况下,发生弱阻尼形式的低频振荡,给出了发生振荡后的转子转速变化规律,探讨了能量变换器阻尼绕组对多机系统的影响,仿真分析了多频段电力系统稳定器的对低频振荡的抑制效果,并给出了自并励励磁系统的参数和多频段电力系统稳定控制器的选择方法。仿真结果表明,多频带电力系统稳定器对弱阻尼方式的低频振荡的控制效果明显优于转速变化量的控制方式。

基于小波变换的能量变换器失磁分析及其保护方案的确定

本文基于小波变换的原理,确定能量变换器失磁保护方案。首先利用仿真方法得到能量变换器失磁故障过程中的电气量信号,然后利用小波变换的模极大值检测法,对失磁故障时的电气量信号进行分析。从故障信号中获得故障信息,确定了能量变换器的失磁保护方案。该保护方案可以有效地防止系统发生短路故障和系统振荡时引起的失磁保护装置误动作。

能量变换器内部故障仿真

文中用直接相量法建立了能量变换器定子绕组内部故障分析的数学模型。该模型不仅可以对能量变换器中性点经高阻接地和经消弧线圈接地情况进行仿真,还能对绕组内部不同位置处发生的故障进行仿真。以一台能量变换器样机为模型,仿真了定子内部发生单相接地、两相接地故障情况,并给出了故障电流波形。与同容量的常规发电机相比,能量变换器的故障电流较小。

双机械端口能量变换器及其电磁性能分析

介绍了双机械端口能量变换器的发展现状和机理,根据双机械端口能量变换器的技术指标,结合样机设计方案,采用时步有限元法仿真计算了关键运行点的电磁性能。样机试验数据验证了样机设计的可行性和合理性,同时证明了时步有限元法的准确性。

能量变换器内部单相接地故障建模与分析

为了研究能量变换器(Powerformer)定子绕组内部短路故障,以直接相量法为基础建立了能量变换器定子绕组内部单相接地故障分析的数学模型,并给出了基于Matlab/Simulink的仿真模型。该模型不仅可以对能量变换器中性点经高阻接地和经消弧线圈接地情况进行仿真,还能对沿绕组内部不同位置处发生的故障进行仿真。对一台130kW/5kV的能量变换器仿真结果表明,中性点经消弧线圈接地的接地电流很容易达到安全电流以下;而且与同容量的常规发电机相比,能量变换器的故障电流远小于常规发电机。

能量变换器空载电势波形的计算

针对能量变换器的空载电势波形计算问题,采用时步有限元法求解瞬态涡流场,进行 了空载电势波形的仿真计算,得出了电势波形畸变率．仿真结果与实验结果基本吻合,表明采用时 步有限元法计算空载电势波形是可靠的．

多能源调节变换器技术研究

考虑到以月面环境为典型的深空探测任务的昼夜时长和温差大的情况,为解决驻留区面对多能源的应用问题,研究了在驻留区实现多能源调节的关键技术,重点探讨了多能源管理模块系统,在多能源管理模块系统部分,首先对系统进行了模块划分和能量调度的研究。通过采用系统控制方式将驻留区能量管理模块设计成不同调节域的能量调度策略,实现了不同能源之间的协同工作和优化利用。并且对系统的控制方式和拓扑结构进行了深入研究。在能量调节变换器部分,介绍了RTG功率调节、核反应堆功率调节、SAS功率调节、燃料电池功率调节等技术。通过系统统一控制,使得多种能源的供给能够相互协调,满足驻留区对能源的需求。

露天矿电动轮自卸车储能系统大功率变换器的研究

能量变换器是露天矿电动轮自卸车储能系统的核心,现有变换器无法全面满足矿车储能要求。根据矿车实际工况对变换器进行选型设计和参数计算,并设计储能系统控制策略,实现储能系统在矿车加减速过程中直流母线电压大幅变化要求,以及储能电源充放电深度控制要求。

电动轮矿车电储能功率变换器的研究

根据矿用电动轮卡车在下坡和减速时产生大量电能的运行特点提出储能方案,并着重对能量变换器的稳定性进行研究。根据矿用电动轮卡车储能系统能量双向流动的特点,引入半桥式DC/DC变换器。在对半桥式DC/DC变换器工作原理分析的基础上,推导出相应的传递函数,并对控制方法进行研究,建立统一的数学模型进行仿真分析和优化,从而实现半桥式DC/DC变换器的双向稳定控制。

一种新型家用光伏供电系统

提出了一种新的家用光伏供电系统。系统采用了无变压器式的能量变换器、216 V供电体制和小电流放电方式。实验分析表明,该系统可降低光伏系统成本,效率高,具有应用的可靠性,为低成本光伏发电的推广应用提供一条新途径。

太阳能光伏发电在住宅户用供电系统的应用

介绍太阳能光伏发电在住宅户用供电系统应用,采用了无变压器式的能量变换器,可降低光伏系统成本,效率高,具有应用的可靠性。太阳能光伏户用发电可以实现无电地区的供电,缓解城镇的用电压力,改善老住宅供配电问题。

2013年5-6月颁布的部分电气与电子类IEC标准

157、IEC/TS 62600-200（2013年5月7日）海洋能——波浪,潮汐和其他水能转换器———第200部分：电力生产的潮汐能量变换器——功率性能评价158、CISPR 15（2013年5月8日）电气照明和类似设备的无线电干扰性能的限值和测试方法159、IEC 61300-2-7（2013年5月8日）光纤互连器件和无源元件——基本试验和测量.