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《双馈风力发电变流器长缆驱动及其过电压抑制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、‘弓︺期第卷第月日电力系统自动化年,双馈风力发电变流器长缆驱动及其过电压抑制张,,,兴张显立谢震吴玉杨合肥工业大学电气与自动化「程学院,安徽省合肥市,长线摘要在变速恒频双债风力发电系统中电缆传输使脉宽调制变流器的输出信号在电,。为解决这一,机转子侧产生过电压严重时会导致烧组和转子集电环过早地损坏问题文中基于传输线理论,,讨论研究过电压产生的机理和对过电压的影响了抑制网络的具体设计方法,并分析了其与常规输出滤波器的区别。仿真结果证明了抑制网络对过电压有较好的抑制作用。关键词双绩发电机变流器长线电缆过电压上升时间中图分类号引言别进行了设计,给出了详细的数值估算方法,
2、对双馈风力发电系统中电机及变流器的可靠、安全运行具近年来风力发电及其相关技术得到了迅速发。有重要的实际意义展,随着风力发电单机容量不断增大尤其是级风力发电机的出现,变速恒频双馈风力发电系统长缆驱动时发电机转子侧过电压分析,由于相对较小的变流器容量并能够实现发电机的。、变速恒频双馈风力发电系统结构如图所示打’‘有功功率无功功率的前馈解藕控制和最大功率,转子侧变流器输出端经过长缆与电机转子侧连接,已成为目前变速风力发电技术捕获控制,一。当电缆达到一定长度且电缆和电机阻抗不匹配时〔〕的主流变流器输出的脉冲电压经电缆传输至发电机时会在异步电机双馈调速是将绕线式异步电机的
3、定子,发电机转子侧产生过电压过电压的大小与电缆长,绕组接到工频电源转子侧则采用脉宽调制、、。度脉冲信号的上升时间传输速度以及反射系数等控制的交直交可逆变流器供电川级风力发。因素有关电系统中,塔架的高度一般在。以上如果把,变流器和发电机都放在塔顶的机舱内会给变流器的安装调试带来不便。如果把变流器放在塔底,则需要经长线电缆把变流器的输出送至电机转子侧及网侧变压器。由于变流器采用了高频可,“,关断器件其输出的脉冲电压较高因而当变流器和电机及网侧变压器之间经长线电缆连接时,如果阻抗不匹配则会在电机的转子或网侧变压器绕组上产生过电压厂〕,这不仅会增加电机及变压为双恤感应发
4、电机,器绕组的绝缘应力并使绕组和转子集电环的寿命图双馈风力发电系统结构框图降低。呱。长线传输问题已有大量的研究〔川本文基于企,传输线理论针对长线电缆简称长缆驱动在双馈,长缆驱动引起的过电压分析风力发电系统中的具体应用提出了抑制网,,当采用变流器驱动电机时由于高频时络的概念分析了它与常规输出滤波器的区电机的阻抗远大于电缆的特征阻抗电机端别并对电机端和变流器输出端抑制网络分,近似开路变流器输出脉冲电压在电缆上的‘。〔〕一一一一。传播可看做行波在终端开路传输线上的传播收稿日期修回日期。“”。脉冲电压传输过程如图所示安徽省十五科技攻关资助项目·学术研·,究张兴等双馈风力
5、发电变流器长缆驱动及其过电压抑制一二。的传输时间和传输速度乙分二可一表示为变、走流泞了、、产、器写碑土不矿邃,一刀一厂一二二丁厂,二几门门,从上面对脉冲波的传播过程分析可知在一二,巨二习一一竺应月之七丁」,内从变流器传向电机端的正向行波与从电机端,一一了二仁〔三困,,匕之盆习传向变流器端的反向行波波形相同且幅值均为正,在,,故电机端电压一直增加时发生负反射产‘群喇卜一言,,‘一厂—一生幅值为负的反射波传向电机端使一内电电压行波电流行波,因为电缆长度洲为脉冲波的传输速度机端电压开始减小此电机端线电压峰值可表示脉冲在电缆上传播次后总电压的反射电压图脉冲电压传输过程幅
6、值与入射波电压幅值认。之和,闭如下式所示。,,尸六‘了、厂、一八、,设一。时开关闭合则一个脉冲的传输过毛普忧〕,程可分为如图所示的个阶段呻具体如下丁。。丸,一乃号阶段电压行波和电流行波以速度,一,。向右传播在时到达终端发生第次反式中为直流侧电压尸为负载端反射系数射为脉冲波上升时间。二,阶段反射产生的反向行波向线电压峰值与直流侧电压的关系为源,一时到达,端传播传输线始端由于电源内护。一十尺、,阻与电缆特征阻抗不等会再一次发生发射—,‘,。,二二,时若、则电机转子侧过阶段在源端产生的反射波。,一时到达负载端,电压最小一般设计中最大允许过电压为直流侧电继续向负载端传播
7、并再次发生反射压的倍,即,,了、了、产苦、阶段反射波传向源端沿线一了、八︺、,二砚的电压和电流分别逐步恢复起始状态从一时起又重复上述过程。护由传,输线理论可知负载电机端反射系数为,‘,,时由式可知电压峰值不再是上一。升时间或和的函数。表为电机端倍么。。,于直流侧电压时对应的最小电缆长度和上升时间式中为负载阻抗为电缆的特征阻抗定义,,。。。,。、显然随着上升时间缩短临界电缆长度变短为椒不砚万分别为电缆单位长度电感电容量。表电机端倍于直流侧电压时最小电缆长度及对应的上升时间。,,、,由于》由式可知反射波与人射波叠加使电机端电压近似加倍。源端反射系数为脉冲电机端倍于直
8、流侧,上升时间拜电压时电
