能量變換器小值振蕩與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)研究.pdf

1、能量變換器是一種新型高壓發(fā)電機(jī)，采用高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜作為定子繞組，這種革新結(jié)構(gòu)使其能夠輸出高電壓，從而可以直接并網(wǎng)。因此，對(duì)能量變換器的運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)地研究是極為必要的。本文針對(duì)能量變換器小值振蕩和穩(wěn)定性進(jìn)行了深入地研究。 本文首先介紹了能量變換器的發(fā)展背景和國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，詳盡分析了研究大型同步發(fā)電機(jī)和能量變換器穩(wěn)定性的意義。 然后，本文對(duì)能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了分析，建立了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的

2、數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定功率特性和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限的表達(dá)式。并分析了勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)能量變換器靜態(tài)功率特性的影響，應(yīng)用對(duì)比研究的方法，證明了能量變換器的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限都比傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)高。 本文同時(shí)結(jié)合能量變換器樣機(jī)參數(shù)，系統(tǒng)分析了其穩(wěn)態(tài)小值振蕩的物理過(guò)程，推導(dǎo)了能量變換器小值振蕩時(shí)的整步轉(zhuǎn)矩系數(shù)、阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)和電流、轉(zhuǎn)矩、電磁功率各微變量的表達(dá)式，并通過(guò)仿真分析，歸納出了不計(jì)定子電阻和線路阻抗時(shí)能量變

3、換器相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。此外，本文對(duì)考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用時(shí)小值振蕩各微變量的變化進(jìn)行了仿真研究，給出了此狀態(tài)下相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。 最后，本文對(duì)能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障時(shí)的物理過(guò)程進(jìn)行了分析，繪制了能量變換器正常運(yùn)行和故障運(yùn)行時(shí)的電氣圖與等值電路，結(jié)合等值電路推導(dǎo)了能量變換器相應(yīng)故障狀態(tài)下的功率表達(dá)式，并通過(guò)仿真分析與對(duì)比研究，給出了能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障