风力发电机组直驱永磁同步电机高风速下宽转速运行控制策略研究

大力发展海上风力发电、构建以可再生能源为主体的电力系统是实现“双碳”的途径之一。而随着风电接入电网的容量不断增加,电力系统在频率稳定方面面临更多挑战。本文基于变速运行特性,分析了直驱永磁同步电机在高风速下风力发电机组的转速范围。风力发电机组的可变转速可形成虚拟飞轮储能装置,从而释放能量与吸收能量,故可使用该虚拟飞轮储能系统作为电力系统短期调频用。本文推导了风力发电机组机侧变换器与网侧变换器的控制策略,并给出了有功功率参考值给定方法。同时,分析了变桨距角控制策略。为验证控制策略,搭建了仿真模型。仿真结果表明在随机高风速工况下,风力发电机组可输出平滑的功率,具有短期调频能力。

宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略

为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了DWIG低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性,推导了考虑铁损的DWIG数学模型,建立了DWIG损耗模型,获得了最优磁链求解方程,进而提出了一种基于DWIG损耗模型的效率优化控制策略,并给出了具体实现方法。样机实验结果表明,该效率优化控制策略是正确、有效的,它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势,而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率,从而实现了低风速区风能的有效利用。

固体蓄热电锅炉循环风机低转速运行存在的问题及其对策

针对某公司生产的240 kW固体蓄热电锅炉在使用过程中出现的电加热丝损坏问题,进行了冷态流速测量实验,并采用克里斯琴森均匀系数CU对锅炉的气流组织均匀性进行了评价,排除了因气流组织不均匀造成电加热丝损坏的可能性。对锅炉均风室和换热风道进行了二维数值模拟,得到了电加热丝损坏的原因,分析了固体蓄热电锅炉循环风机低转速运行存在的相关问题,确定了循环风机运行频率的安全值。

变速抽水蓄能机组运行转速对水泵断电工况的影响规律研究

【目的】变速运行技术是抽水蓄能行业重要的发展新方向,为了研究变速抽水蓄能机组不同初始运行转速对水泵断电工况的影响规律,【方法】分别对变速抽水蓄能机组在不同初始转速下发生水泵断电的导叶关闭和导叶拒动工况进行数值模拟,分析了该水力过渡过程中各关键物理量的变化规律、调节保证极值以及工况点轨迹演变规律。【结果】结果显示:变速抽水蓄能机组在允许的初始运行转速变化范围内(96%~108%)发生水泵断电。若导叶关闭,则该算例机组的蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围分别在2.20%、3.28%、5.20%以内,不同初始运行转速对应的工况点轨迹线前期差别较大,而在进入水泵制动工况后的过渡过程中则接近重合。若导叶拒动,则不同初始转速对应的工况点轨迹线均与导叶初始开度的等开度线重合。【结论】结果表明:不同初始转速对应的流量和力矩在后续的过渡过程中的变化规律和变化幅值近似,蜗壳压力升高率、尾水管压力降低率、转速反转率变化范围均小于导叶关闭情况下相应的变化范围,分别在1.13%、2.98%、0.4%以内。研究成果可为我国变速抽水蓄能机组的实际投运提供一定技术支持。

初始转速与导叶控制策略对变速抽水蓄能机组泵断电过程影响规律研究

在可变速抽水蓄能机组泵断电暂态过程中,因导叶关闭引起的压力波动、回流、转速双峰等不利现象,极大影响了机组及压力管道系统的安全运行;初始转速作为影响机组动态特性的重要参数,其对泵断电过程中转速、流量的影响规律尚不明晰。针对以上问题,基于一维瞬变流理论特征线法和改进Suter变换法,构建可变速抽水蓄能机组调节系统模型。通过对可变速抽水蓄能机组泵断电过程进行模拟,分析了导叶关闭时间对特征参数的影响规律,阐明了初始运行转速与倒流流量、反转转速极值之间的内在联系。结果表明,正转正流阶段和正转逆流阶段的初期各特征参数时域响应趋势极为相近;与此同时,对比不同导叶关闭时间的结果,得出由反转逆流阶段进入停机能够增强机组及压力管道系统安全性的结论;此外,在同一扬程和入力条件下,采用不同初始运行转速对泵断电过程进行模拟,得出流量、转速极值特性与初始运行转速呈负相关的结论。

双馈风电机组运行转速对其轴系振荡影响机理的复转矩分析

为探讨风电机组轴系振荡这一问题,推导出了双馈风电机组电磁、机械耦合支路的传递函数,首次建立了完全反映双质量块动态特性的轴系振荡复转矩分析模型,得到轴系振荡同步转矩系数及阻尼转矩系数的表达式,并进一步分析了该系数随风电机组不同运行转速的变化规律,揭示了风电机组在最大风功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制模式下运行转速对其轴系振荡模式的作用机理。最后,通过特征值分析和时域仿真分析验证了所建模型及分析结果的准确性。

可变速抽蓄机组运行转速对甩负荷过渡过程的影响

为了分析可变速抽水蓄能机组初始运行转速对甩负荷过渡过程调节保证参数的影响,针对可变速抽水蓄能机组的运行特点,基于一维瞬变流理论特征线法,建立了可变速抽水蓄能电站初始运行转速计算及过渡过程仿真模型,结合工程算例,分析了不同水头运行条件下机组运行转速对发电效率的影响,研究了可变速抽水蓄能机组起始运行转速变化对事故甩负荷工况水锤升压和转速上升率的影响,并解释了其原因.结果表明:可变速抽水蓄能机组在高水头和额定水头下额定出力运行时,随着初始运行转速的减小,事故甩负荷后转速最大上升率增大,水锤升压增大.其原因在于可变速抽水蓄能机组初始转速的改变造成甩负荷过程中力矩和流量变化率发生变化.研究成果可为类似工程的运行转速选取和甩负荷过渡过程调保参数优化提供参考.

调速运行中水泵经济运行转速的确定

水泵调速运行中,在满足用户用水量和水压要求的前提下,为提高水泵运行的效率、降低能源消耗、实现节能,提出了判断水泵是否适宜调速运行的调速比,以及计算水泵最佳经济运行转速和经济运行转速范围的方法。

分裂绕组双凸极永磁电动机宽转速运行的性能分析

本文阐述了用于双凸极永磁电动机（DSPM）宽转速运行时各种磁通减弱技术。提出了一种新的能够拓宽转速范围的分裂绕组结构，它不仅对有静止磁钢的DSPM电动机有效，而且对有旋转磁钢的DSPM电动机有效。根据有限元分析所得参数，分析了所提出DSPM电动机的性能。结果表明，这种电动机具有转速范围宽、效率高、结构简单和造价低的优点。

调速机、泵的高效运行转速和流量范围

实践证明,在风机、水泵节能技术中,采用调速技术是最有效的节能途径之一。这是由机、泵轴功率与转速三次方关系决定的。从机、泵本身运行效率与转速的关系来说,调速还可扩大高效运行的流量范围。然而,机、泵高效运行的转速调节有没有限度?高效运行的流量范围可拓宽多少?这些问题,在已发表过的研究文章中鲜见涉及。本文主要就是研究这些问题,避免对调速节能指标的盲目追求而导致机、泵远离高效区运行,以提高调速技术的节能效益。一、高效区概念如图所示,机、泵在额定转速ne的效率特性曲线ηne

变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即:控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。

基于FFRLS与转速扰动注入法的永磁同步电机在线参数辨识

针对永磁同步电机(PMSM)在恒定转速下的参数在线辨识问题,使用了一种基于含遗忘因子的递推最小二乘法(FFRLS)的小转速扰动注入法来同时在线辨识PMSM电气参数和机械参数。整个辨识过程分为两步,首先采用FFRLS方法,对电机的定子电阻、电感和磁链等参数实时辨识;其次,对于电机转速恒定的应用场景,电机角速度的微分量几乎等于零,很难对电机的转动惯量进行在线辨识,采用在恒定转速中注入扰动的方法进行机械参数实时辨识。仿真结果表明,所提的方法可以在电机转速恒定的条件下较快速准确地辨识电机的电气和机械参数。

宽转速范围永磁同步发电机系统稳压控制及参数优化

永磁同步发电机(PMSG)系统一般由PMSG和变流器构成。针对直流负载,该文研究了具有宽转速范围(nmin:nmax=1:10)的永磁同步发电机的PWM整流控制方法。通过建立PMSG的小信号分析模型和脉冲宽度调制(PWM)整流器的传递函数,分析了控制参数对系统性能的影响,获得了PMSG系统控制参数的优化方法。通过仿真和实验验证了系统模型与分析方法的正确性,研究结果表明,采用优化得到的控制参数,在200~2 000r/min宽转速范围内,PMSG系统具有良好的电压跟随性能和抗负载扰动性能,实现了高性能稳压输出。

基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制

针对永磁同步电动机单一无位置传感器控制方法难以满足全转速范围运行要求、且起动阶段特殊等缺点,该文提出一种基于分段PI调节器的模型参考自适应控制（model reference adaptive system,MRAS）方法。利用该方法,电机可以在全转速范围条件下得到较好的控制效果。此外,文中利用PWM驱动信号占空比与直流母线电压重构定子三相反电势,可以使电机在任意角度闭环起动并能稳定运行在低转速下。最后,以带有风机负载的1.5k W内置式永磁同步电动机为研究对象进行Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的全转速范围控制,证明了该方法的有效性。

东汽首台最高转速汽轮机试车成功

2014年4月11日凌晨2：10,由工业透平事业部自主研发制造的氨压缩机驱动汽轮机A200A在透平事业部试车平台完成全部试车环节,各项指标均满足设计要求,厂内空负荷试车一次性成功,顺利通过了业主四川煤气化公司的见证。据悉,该氨压缩机驱动汽轮机是工业透平事业部针对石化领域开发的中温、中压、单缸、单轴、双出轴、冲动式、下排汽、凝汽式、变转速驱动汽轮机,也是迄今为止东汽最高转速的汽轮机．最大连续运行转速高达8104r／min。

匹配高温氟盐堆的SCO_(2)系统冷端变工况运行特性研究

高温氟盐堆与超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环耦合的小型发电系统具有高效、紧凑和高固有安全性而被认为在小型核动力/核发电领域具有良好发展前景。本文针对高温氟盐堆与SCO_(2)布雷顿循环的耦合系统开展了系统优化设计与变工况运行特性研究。基于高温氟盐堆热端特征和冷端环境条件设计和对比了多种循环构型下的系统性能,发现对于2种反应堆循环回路系统,采用再压缩循环在循环热效率和紧凑性综合方面具有优势,在此基础上研究了冷端系统SCO_(2)布雷顿循环系统变工况运行特性,发现当主压缩入口温度改变时,采用定压比运行模式不仅循环效率高,且对冷端环境温度变化适应性范围也大。因此当环境温度变化时,布雷顿循环推荐采用定压比运行模式。

变速恒频水电机组调速系统研究及应用

针对引汉济渭工程三河口水利枢纽项目常规机组采用变速恒频发电控制技术的要求,在分析其额定转速和低转速两种运行模式各自控制机理的基础上,对低转速运行时机组实际采用的孤网调节方式进行了试验研究,通过试验得出孤网PID调节参数的整定原则,并在此基础上得到一组可以使机组在孤网状态下稳定运行的参数,从而证明将变速恒频发电控制技术应用于常规水电机组调速系统是可行的。

Research on suppress vibration of rotor misalignment with shear viscous damper

A new type of shear viscous damper for rotating machinery is designed. The new damper with good stability and reliability can inhibit all kinds of frequency multiplication vibration caused by misalignment in the condition of nonstop machine. It analyzes and discusses the use of the shear viscous damper for misalignment vibration response inhibition with a finite element method, and experi ments are extensively carried out with a laboratory test rig. Both the simulation and experimental re suits basically agree well in that, the damper can effectively control the misalignment vibration of the rotor system and improves the stability of the plitude of one time running speed component bration has been basically eliminated. entire rotor system. Experimental results show the am decreases by 30% , and the two time running speed vibration has been basically eliminated.

SRⅣ型调速器的常见故障分析

SRⅣ型调速器采用液压调节形式,正常的运行转速为8 100 r/min,蒸汽透平的跳车速度为9 360 r/min。调速器的操作在透平启动和维护运行转速过程中起重要作用。1调速系统的构成SRⅣ型调速系统由信号油泵、启动装置、调速器、执行机构和速度控制阀组成。

A gait generation and transition method for quadruped walking machine

In nature, quadrupeds as horses or cats change their gait to be suited to their motion speed. This fact is very important to realize smooth motion with different gaits. In this article a method of the gait transition for the quadruped walking machine is proposed. With analyzing the accustomed gaits of quadruped, some standard gaits and the relationships between duty factor and the phasic differences of the legs corresponding to the first leg could be concluded. With this, the gaits transferring could be continuous. Besides, celerity and on line method for generation and modifying gaits is studied, which can make the robot have a smooth motion to adapt the uncharted rough terrain.