检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电力 2021年第12期54卷 20-28页

作者：卢嘉豪洪锐媛陈思哲广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000 广东工业大学自动化学院广东广州510006

可变频率变压器(VFT)是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备,其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题,对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率... 详细信息

可变频率变压器(VFT)是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备,其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题,对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率最大值进行研究;详细研究了采用串联变换器的VFT系统运行特性;对不同转差率进行了详细的工况分析。推导出最优定子无功功率给定值与转差率、额定视在功率和实际吸收无功功率之间的数学关系,并提出了VFT的最大功率传输(MPT)控制策略;通过硬件在环实验平台验证提出的MPT控制策略的有效性。实验结果表明,所提MPT控制策略能有效提高VFT的可传输功率,实现VFT的最大功率传输。

关键词：可变频率变压器最大功率传输最优定子无功功率灵活交流输电

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可变频率变压器的电网故障穿越控制技术研究

可变频率变压器的电网故障穿越控制技术研究

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作者：卢嘉豪广东工业大学

学位级别：硕士

构建全球能源互联网,实现化石能源的电能替代和清洁替代,是未来能源发展的主要趋势。全球能源互联网的构建,必须解决不同频率电网之间的异步互联问题,目前可以采用的技术包括高压直流输电和可变频率变压器两种。为进一步推广可变频率变... 详细信息

构建全球能源互联网,实现化石能源的电能替代和清洁替代,是未来能源发展的主要趋势。全球能源互联网的构建,必须解决不同频率电网之间的异步互联问题,目前可以采用的技术包括高压直流输电和可变频率变压器两种。为进一步推广可变频率变压器的应用,必须实现可变频率变压器在电网故障期间的不间断运行,即提高其电网故障穿越能力。目前的故障穿越运行研究只针对对称故障,关于不对称故障下的运行和控制尚未有研究。因此,本文将围绕可变频率变压器在电网电压不对称故障下的运行展开研究,提出新的拓扑结构和控制策略,提高可变频率变压器的电网故障穿越能力,为其进一步的推广应用奠定基础。首先,论述了构建能源互联网的现状和面临的难题,介绍了目前两种电网异步互联方式的原理和特点,并对美国通用电气公司提出的可变频率变压器的主要控制技术进行了详尽讨论。然后,介绍了可变频率变压器的基本结构和工作原理,利用对称分量法和电路叠加定理推导了双边电网电压不对称故障下可变频率变压器的完整数学模型,以此作为本文研究工作的理论基础;搭建了基于OPAL-RT OP5600和dSPACE DS1103的硬件在环实验平台,利用此平台评估了双边电网电压不对称故障对可变频率变压器系统的影响和验证了本文提出的可变频率变压器完整数学模型的正确性。接着,考虑到可变频率变压器是一个可控自由度小的系统,为了寻求电网故障穿越控制效果最优原则,本文在可变频率变压器的定子侧增加一个串联补偿变换器,以使定子电压和定子电流可控,提高可变频率变压器的电网故障穿越能力:提出一种考虑定子负序电压和定子负序电流的控制策略,在维持对无功功率独立控制的同时,消除双边电网电压不对称故障引起的转矩、有功功率和无功功率波动。通过硬件在环实验验证,结果表明这种考虑定子负序电压和定子负序电流的控制策略可以完全抑制转矩、有功功率和无功功率的二倍转子转动频率和二倍定子频率波动分量,有效抑制转矩、有功功率和无功功率的二倍转子频率波动分量,实现双边电网电压不对称故障下的电网故障穿越控制。最后,考虑到一个串联补偿变换器解决双边电网电压不对称故障的能力有限,决定在可变频率变压器的转子侧增加一个串联补偿变换器,以使转子电压也可控,进一步提高可变频率变压器的电网故障穿越能力:提出一种考虑定子负序电压和转子负序电压的控制策略,在维持对无功功率独立控制的同时,消除双边电网电压不对称故障引起的转矩、有功功率和无功功率波动。通过硬件在环实验验证,结果表明本文提出的基于双串联补偿变换器的可变频率变压器系统拓扑结构具有合理性,而且这种新型电网故障穿越控制策略不仅可以完全抑制转矩、有功功率和无功功率的二倍转子转动频率和二倍定子频率波动分量,还可以完全抑制转矩、有功功率和无功功率的二倍转子频率波动分量,更好地实现双边电网电压不对称故障下的电网故障穿越控制。本文的研究工作得到国家自然科学基金项目“基于可变频率变压器的变速变频近海风电系统控制研究”的资助,提出的拓扑结构和控制策略均已通过硬件在环实验验证,为基于可变频率变压器的电网异步互联方式提供理论基础和经验。

关键词：可变频率变压器串联补偿变换器双边电网电压不对称故障电网故障穿越控制

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双边不对称工况下无网侧变换器型可变频率变压器的控制策略

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中国电力 2021年第12期54卷 29-37页

作者：卢嘉豪陈思哲广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000 广东工业大学自动化学院广东广州510006

针对可变频率变压器转子电压不可控的问题,提出一种无网侧变换器的可变频率变压器(NGSCVFT)拓扑结构。基于该拓扑结构,建立双边对称和不对称工况下NGSC-VFT的完整数学模型,并深入研究NGSC-VFT的控制策略。定子侧串联补偿变换器以维持直... 详细信息

针对可变频率变压器转子电压不可控的问题,提出一种无网侧变换器的可变频率变压器(NGSCVFT)拓扑结构。基于该拓扑结构,建立双边对称和不对称工况下NGSC-VFT的完整数学模型,并深入研究NGSC-VFT的控制策略。定子侧串联补偿变换器以维持直流母线电压、独立控制无功功率和消除定子负序电压为目标,转子侧串联补偿变换器以消除转子负序电压为目标。仿真结果表明:采用所提NGSCVFT拓扑结构,无需网侧变换器即可维持直流母线电压,有功功率动态跟踪效果更快,直流电容电压更低,无功功率可独立控制,双边不对称工况下转矩和功率的波动得到进一步抑制。新拓扑提高了VFT系统的不对称故障穿越能力。

关键词：双边不对称工况无网侧变换器可变频率变压器数学模型控制策略

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基于可变频率变压器的近海风力发电系统控制

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可再生能源 2018年第10期36卷 1517-1522页

作者：熊国专刘洋周琛广东工业大学自动化学院广东广州510006

文章提出了一种由可变频率变压器和鼠笼式异步发电机群组成的变速近海风力发电系统。该系统采用结构坚固可靠的鼠笼式异步发电机群集中控制,减少了近海风电场的建设和维护成本。利用可变频率变压器将风电场侧变频交流母线与恒频电网相连... 详细信息

文章提出了一种由可变频率变压器和鼠笼式异步发电机群组成的变速近海风力发电系统。该系统采用结构坚固可靠的鼠笼式异步发电机群集中控制,减少了近海风电场的建设和维护成本。利用可变频率变压器将风电场侧变频交流母线与恒频电网相连接,实现了风电机组的变速发电。首先简要描述了所提出近海风力发电系统的拓扑结构和工作原理,然后分析了可变频率变压器的稳态特性,并在稳态等效电路的基础上设计了控制方案,最后仿真验证了所提出的风力发电系统及其控制方案的有效性。

关键词：近海风力发电系统变速发电可变频率变压器鼠笼式异步发电机群

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面向变速风电系统的可变频率变压器单象限变流驱动研究

面向变速风电系统的可变频率变压器单象限变流驱动研究

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作者：周琛广东工业大学

学位级别：硕士

风能是目前可再生新能源中发展最快、最具规模化开发条件和商业化应用前景的绿色能源。为了缓解能源紧缺与环境污染问题,大力开发和利用风能已经受到了世界各国的广泛关注。与恒速风电系统相比,变速风电系统因具有更高的风能利用率,已... 详细信息

风能是目前可再生新能源中发展最快、最具规模化开发条件和商业化应用前景的绿色能源。为了缓解能源紧缺与环境污染问题,大力开发和利用风能已经受到了世界各国的广泛关注。与恒速风电系统相比,变速风电系统因具有更高的风能利用率,已成为市场上的主流风电系统。可变频率变压器(Variable Frequency Transformer,VFT)作为一种新型的变频装置,为构建新型变速风电系统提供了新的思路。采用VFT取代背靠背式PWM变流器实现变速恒频发电,具有系统成本低、电流谐波小、可靠性高等优点。在现有基于VFT的变速风电系统的基础上,为进一步降低变流器成本、提高变流器可靠性,本文提出一种面向变速风电系统的VFT单象限驱动方案,同时针对VFT中的直流电机采用弱磁控制方法扩大风力机的转速调节范围。首先,根据变速风电系统最大风能捕获机理,论述基于VFT的变速风电系统最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)原理。在VFT等效电路模型的基础上,分析了VFT功率传输的原理,为VFT单象限驱动方案的论证奠定理论基础。然后,详细推导了VFT传输功率与直流电机驱动转矩之间的关系,结合变速风电系统功率传输的特点,论证了VFT单象限驱动的可行性,设计了基于VFT的变速风电系统的单象限变流器拓扑结构及其控制方法。在Simulink中搭建出系统模型,仿真实验验证了这一方案的可行性。单象限变流驱动器的使用,可以降低驱动电路的成本和损耗,提高驱动电路的可靠性,其控制也更为简单。针对低风速时VFT所需的电磁转矩较低但转速较高的特点,提出了低风速时的弱磁控制方法,扩大了VFT的转速调节范围,使风电系统能够在更大的风速范围内实现MPPT。仿真实验结果证明了VFT弱磁控制的可行性。本文的研究工作,对面向新型变速风电系统VFT的驱动电路设计具有一定的参考价值,也为相关领域中VFT的研究提供了一个新的角度。

关键词：风力发电系统可变频率变压器单象限变流器弱磁控制最大功率点跟踪

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一种可变频率变压器直接负荷控制的微电网及其运行方法

一种可变频率变压器直接负荷控制的微电网及其运行方法

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作者：陈思哲卢嘉豪张桂东章云 510062 广东省广州市越秀区东风东路729号大院

本发明公开了一种可变频率变压器直接负荷控制的微电网及其运行方法，该微电网包括协同控制系统、可变频率变压器、风电机组、风电投切开关及可调负载投切开关，协同控制系统用于获取风电机组的风速参数，并依据风速参数控制风电机组的... 详细信息

标准号: CN106887847A

本发明公开了一种可变频率变压器直接负荷控制的微电网及其运行方法，该微电网包括协同控制系统、可变频率变压器、风电机组、风电投切开关及可调负载投切开关，协同控制系统用于获取风电机组的风速参数，并依据风速参数控制风电机组的桨距角和投切状态、可变频率变压器的转速进而控制变压变频交流母线的电压和频率，控制风电机组向所述微电网提供最大化电能的同时实现风电机组的输出功率与可调负载的输入功率之间的自适应。本发明在风电机组的输出功率与可调负载的输入功率之间建立起自适应的联动机制，提高了直接负荷控制对平衡风电功率波动的效果。另外，风电机组通过风电投切开关与变压变流交流母线连接，无需单独设置电力电子变换器，成本低。

关键词：风电机组可变频率变压器可调负载投切开关微电网协同控制系统风速参数负荷控制交流母线输出功率输入功率自适应风电电力电子变换器风电功率波动变压变频单独设置桨距角最大化变流变压联动投切平衡

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一种可变频率变压器转矩和无功波动抑制方法及装置

一种可变频率变压器转矩和无功波动抑制方法及装置

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作者：卢嘉豪彭丹陈豪君陈杰隆袁伟轩关家华孔祥轩 510600 广东省广州市越秀区东风东路757号

本发明公开了一种可变频率变压器转矩和无功波动抑制方法及装置，其控制方法通过一个并联三相变换器维持直流母线电压稳定，并且通过两个串联三相变换器分别解决两侧的电网电压不平衡且谐波畸变的问题，能彻底抑制不平衡且谐波畸变的电... 详细信息

标准号: CN114583717A

本发明公开了一种可变频率变压器转矩和无功波动抑制方法及装置，其控制方法通过一个并联三相变换器维持直流母线电压稳定，并且通过两个串联三相变换器分别解决两侧的电网电压不平衡且谐波畸变的问题，能彻底抑制不平衡且谐波畸变的电网电压中负序分量和谐波分量导致可变频率变压器的转矩和无功的波动。同时，由于采用的二阶滤波器大大减少，有利于提高控制系统的响应速度和稳定性。

关键词：可变频率变压器三相变换器电网电压谐波畸变转矩直流母线电压二阶滤波器负序分量控制系统无功波动波分量并联无功串联响应

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一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置

一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置

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作者：卢嘉豪彭丹陈豪君陈杰隆袁伟轩关家华孔祥轩 510600 广东省广州市越秀区东风东路757号

本发明公开了一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置，其控制方法通过一个并联三相变换器维持直流母线电压稳定，并且通过两个串联三相变换器分别解决两侧的电网电压谐波畸变的问题，能彻底抑制谐波畸变的电网电压中谐波分量导致可... 详细信息

标准号: CN114649816A

本发明公开了一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置，其控制方法通过一个并联三相变换器维持直流母线电压稳定，并且通过两个串联三相变换器分别解决两侧的电网电压谐波畸变的问题，能彻底抑制谐波畸变的电网电压中谐波分量导致可变频率变压器的转矩和无功的波动。同时，由于采用的二阶滤波器大大减少，有利于提高控制系统的响应速度和稳定性。

关键词：可变频率变压器三相变换器电网电压谐波畸变直流母线电压二阶滤波器故障穿越控制系统谐波分量并联无功转矩串联响应

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一种可变频率变压器的故障穿越控制方法

一种可变频率变压器的故障穿越控制方法

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作者：卢嘉豪 510600 广东省广州市越秀区东风东路757号

本发明涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法，通过控制串联三相变换器的输出电压，达到以下效果：(1)抑制由定子侧电网谐波电压引起的定子谐波电压和定子谐波电流，从而消除六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、十二倍定... 详细信息

标准号: CN111478346B

本发明涉及一种可变频率变压器的故障穿越控制方法，通过控制串联三相变换器的输出电压，达到以下效果：(1)抑制由定子侧电网谐波电压引起的定子谐波电压和定子谐波电流，从而消除六倍转子旋转电角速度、六倍定子同步角速度、十二倍定子同步角速度和六倍定子同步角速度加六倍转子同步角速度的转矩和功率波动；(2)抑制由转子侧电网谐波电压引起的定子谐波电流，进而大幅降低六倍转子同步角速度的转矩和功率波动。本发明在没有新增任何设备的情况下使可变频率变压器具备在双边谐波电网电压下运行的能力。

关键词：转子可变频率变压器电网谐波功率波动谐波电流转矩三相变换器电网电压故障穿越输出电压谐波电压转子旋转谐波串联

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一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置

一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置

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作者：卢嘉豪陈豪君彭丹陈杰隆洪锐媛袁伟轩曾云孔祥轩 510600 广东省广州市越秀区东风东路757号

本发明公开了一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置，其控制方法考虑了谐波畸变的电网电压中谐波分量导致的转矩和功率的波动，从而可以在没有新增任何设备的情况下，使得定子电压和转子电压均在可控范围以内，进而在实现对可变频... 详细信息

标准号: CN113725905B

本发明公开了一种可变频率变压器故障穿越控制方法及装置，其控制方法考虑了谐波畸变的电网电压中谐波分量导致的转矩和功率的波动，从而可以在没有新增任何设备的情况下，使得定子电压和转子电压均在可控范围以内，进而在实现对可变频率变压器故障穿越的控制，尤其实现双边谐波电网电压下可变频率变压器的故障穿越的控制，同时，彻底抑制由定子侧电网电压和转子侧电网电压同时谐波畸变引起可变频率变压器转矩和功率的波动。

关键词：可变频率变压器电网电压故障穿越谐波畸变转矩转子定子电压谐波分量转子电压可控谐波

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