变速水泵-水轮机组在水泵工况下的起动及同步.pdfVIP

12 变速水泵一水轮机组在水泵工况下的起动及同步 变速水泵一水轮机组在水泵工况下的起动及同步 (瑞士)YPannatier等 [摘 要] 本文介绍了一台250MW 变速水泵．水轮机组水泵工况的起动及同步过程。采用转子侧带三级电压 源转换器 (VSI)串联的双馈感应发电电动机即可实现这些过程，而无需其他任何辅助设备。给出了基于定子 磁链定向控制的起动过程的控制策略。为了获得满足同步条件的最小转速，本文详细描述了控制过程的不同 阶段，同时还介绍了伺步过程中定子电压幅值、频率和相位的控制。仿真结果验证了提出方法的有效性。 [关键词] 控制系统；仿真；感应电机；功率转换器；水泵；水轮机；脉宽调制；转矩；变速 1 术语 模；第四部分介绍基于定子磁链定向控制的起动过程 [11,17；第五部分描述了同步过程的定子电压幅值、频 时间相差，s 率及相位控制；第六部分给出了两个过程的仿真结果； ， 定、转子频率标么值 最后，第七部分为结论。 f 电流标么值 转动惯量，kgm 3 电站建模 玎 转速标么值 图 l为电站的完整模型。 P 有功功率标么值 定、转子电阻标么值 拉普拉斯算符 水泵水轮机转矩标么值 电磁转矩标么值 Th，Park方程中的转子位置角，rad U 电压标么值 ， 定、转子总电抗标么值 激磁电抗标么值’ 09 角频率，rad／s lf， 磁链标么值 同步-转速 变压器控制 起动过程 同步过程 转速控制 转换指令 图l 电站的完整模型 2 引言 转轮不带水起动，水泵水轮机用一个随转速变化 未来一些年里，风电场和水电站这样的可再生能 源将在电网中起到更重要的作用。由于风电的波动性 的阻力矩进行简单建模，该转矩包括水泵水轮机的摩 很大，风电占有比例高的电网，尤其是孤立电网，可 擦损耗、通风损耗及轴承损耗引起的阻力矩，为水泵 能会很不稳定。变速水泵水轮机组能够显著增加电网 额定转速时额定转矩的2．8％。 的稳定性 ，从而克服这一问题 1【． ’181。过去十年 电力系统的整个模型包括一个双馈感应发电电动 里，对变速水泵水轮机组运行行为的建模和分析已经 机 ，转子侧为三级电压源转换器 (VSI)串联L8 。 有几篇出版的文献介绍2【】，而对于这种机组的起动和 表 l给出了双馈感应发电机的主要参数 ，建模公式均 同步过程的研究还没有报道。本文旨在详细介绍与这 为同步参考坐标系下的标么值形式。 些过程有关的理论知识，以保证仅用正常运行工况下 型 =谯 + +1 运行的现有设备，即能实现这些运行工况。分析表明， ‘ 在特定条件下 ，水泵工况的起动和同步在合理的时间 丝，= +fi,．，+ 1 ， 内即可成功实现，无需其他任何附