構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)化石能源的電能替代和清潔替代,是未來能源發(fā)展的主要趨勢。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建,必須解決不同頻率電網(wǎng)之間的異步互聯(lián)問題,目前可以采用的技術(shù)包括高壓直流輸電和可變頻率變壓器兩種。為進一步推廣可變頻率變壓器的應(yīng)用,必須實現(xiàn)可變頻率變壓器在電網(wǎng)故障期間的不間斷運行,即提高其電網(wǎng)故障穿越能力。目前的故障穿越運行研究只針對對稱故障,關(guān)于不對稱故障下的運行和控制尚未有研究。因此,本文將圍繞可變頻率變壓器在電網(wǎng)電壓不對稱故障下的運行展開研究,提出新的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略,提高可變頻率變壓器的電網(wǎng)故障穿越能力,為其進一步的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。首先,論述了構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀和面臨的難題,介紹了目前兩種電網(wǎng)異步互聯(lián)方式的原理和特點,并對美國通用電氣公司提出的可變頻率變壓器的主要控制技術(shù)進行了詳盡討論。然后,介紹了可變頻率變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,利用對稱分量法和電路疊加定理推導(dǎo)了雙邊電網(wǎng)電壓不對稱故障下可變頻率變壓器的完整數(shù)學(xué)模型,以此作為本文研究工作的理論基礎(chǔ);搭建了基于OPAL-RT OP5600和dSPACE DS1103的硬件在環(huán)實驗平臺,利用此平臺評估了雙邊電網(wǎng)電壓不對稱故... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

可變頻率變壓器的基本結(jié)構(gòu)

圖 2-9 硬件在環(huán)實驗平臺Fig. 2-9 HIL experimental platform第一電網(wǎng)：400 V，50 Hz；第二電網(wǎng)：480 V，60 Hz。硬件在環(huán)實驗平臺使用的雙饋電機參數(shù)如下：額定視在功率：4150VA；額定有功功率：3500W；額定電壓：400V；額定頻率：50 Hz；極對數(shù)：2；定轉(zhuǎn)子匝數(shù)比：1 : 1；定子電阻：0.01965 p.u.；定子漏感：0.0397 p.u.；轉(zhuǎn)子電阻(折算到定子側(cè))：0.01965 p.u.；轉(zhuǎn)子漏感(折算到定子側(cè))：0.0397 p.u.；勵磁電感：1.354 p.u.；慣性常數(shù)：0.09526 s。硬件在環(huán)實驗平臺使用的直流電機參數(shù)如下：電樞電阻和電感：0.6 Ω，0.012 H；勵磁電阻和電感：240 Ω，120 H。2.5 電網(wǎng)電壓不對稱故障對可變頻率變壓器系統(tǒng)的影響由于可變頻率變壓器兩側(cè)的電網(wǎng)均有可能發(fā)生電網(wǎng)電壓不對稱故障，所以一共有

子電流嚴重不平衡。通過 KEYSIGHT 示波器的快速傅里葉變換(Fastformation,FFT)功能，由圖 2-10(d)-(f)可知，可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)矩、有功率產(chǎn)生了二倍第一電網(wǎng)頻率(100Hz)波動分量。轉(zhuǎn)矩的二倍第一電網(wǎng)頻率變頻率變壓器機械設(shè)備的壽命，有功功率和無功功率的二倍第一電網(wǎng)頻電網(wǎng)的穩(wěn)定性。 2：不對稱故障僅發(fā)生在第二電網(wǎng)示為情況 2 相應(yīng)的實驗結(jié)果，其中可變頻率變壓器運行在如圖 2-11(a)和電網(wǎng)電壓和第二電網(wǎng)電壓工況下。由圖 2-11(c)可知，第一電網(wǎng)電壓不對電流嚴重不平衡。通過 KEYSIGHT 示波器的 FFT 功能，由圖 2-11(d)-(f)率變壓器的轉(zhuǎn)矩、有功功率和無功功率產(chǎn)生了二倍第二電網(wǎng)頻率(120Hz)矩的二倍第二電網(wǎng)頻率波動會降低可變頻率變壓器機械設(shè)備的壽命，有功率的二倍第二電網(wǎng)頻率波動會降低電網(wǎng)的穩(wěn)定性。(4000 W/div)(5 A/div)不平衡Ps*(W):

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]變頻變壓器及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 凌云.湖南科技大學(xué) 2016
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[3]基于可變頻變壓器的電網(wǎng)互聯(lián)研究[D]. 邊道海.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
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本文編號：3366306