基于變頻調(diào)速系統(tǒng)的低壓穿越性能研究

1、拳短吠磐碩士學(xué)位論文密 級保密期限基于變頻調(diào)速系統(tǒng)的低壓穿越性能研究T h e R e s e a r c h o n t h e L o w V o l t a g eR i d e T h r o u g hP e r f o r m a n c e B a s e d o n V a r i a b l e F r e q u e n c y S p e e dR e g u l a t i o nS y s t e m學(xué) 號姓

2、名學(xué)位類別學(xué)科專業(yè)( 工程領(lǐng)域)指導(dǎo)教師完成時間答辯委員會主席簽名P 1 4 2 0 1 0 9 6李濤工學(xué)碩士信號與信息處理程志友教授2 0 1 7 年5 月 —卜摘要l MI I I I I I M I I I I I I I I I I I I lU l I I lY 3 2 1 5 5 5 3近年來，隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，變頻器以其節(jié)能降耗的顯著優(yōu)勢，在發(fā)電廠輔助設(shè)備中普遍使用。然而，由于變頻器對電網(wǎng)電壓波動十分敏感，當(dāng)電

3、網(wǎng)發(fā)生故障引起電壓暫降或短時中斷，如果該變頻器不具備一定的低壓穿越能力，將會引發(fā)變頻器低電壓而跳閘，進而威脅發(fā)電廠機組的安全，嚴重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。因此，對變頻調(diào)速系統(tǒng)低壓穿越性能的研究具有非常重要的實際應(yīng)用意義。本文首先闡述了低壓穿越和雙P W M 變頻器的相關(guān)概念，分析現(xiàn)階段國內(nèi)外學(xué)者專家針對火電廠變頻調(diào)速系統(tǒng)低壓穿越技術(shù)問題的研究現(xiàn)狀，詳細地給出雙P W M 變頻器調(diào)制方法的實現(xiàn)和控制系統(tǒng)的設(shè)計，進而完成了雙P W M 變頻器

4、的仿真，然后以火電廠變頻調(diào)速系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過現(xiàn)場測試的方式對兩種不同型號變頻器的低壓穿越性能進行評估。本文的主要工作如下：( 1 ) 從變頻器的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了網(wǎng)側(cè)變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理，分別建立了在三相靜止坐標(biāo)系下以及兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)其拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)公式來說明網(wǎng)側(cè)變換器的工作原理。( 2 ) 以三電平逆變器主電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著重研究三電平S V P W M ( 空間矢量脈寬調(diào)制) 算法，對

5、其穩(wěn)態(tài)工作情況下每相輸出時開關(guān)狀態(tài)的變化進行分析，并給出了一種依據(jù)最近三矢量原則合成參考電壓矢量的算法。通過判斷參考電壓矢量的位置來適當(dāng)選取基本矢量，進而得到每個基本矢量的作用時間和相應(yīng)的作用順序，再將矢量的作用時間分配給對應(yīng)的矢量狀態(tài)，從而有效地控制開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。( 3 ) 完成了對雙S V P W M 變頻器網(wǎng)側(cè)、負載側(cè)變換器控制系統(tǒng)的設(shè)計，均采用雙閉環(huán)控制策略。網(wǎng)側(cè)變換器采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)控制，負載側(cè)變換器則采用功率外環(huán)

6、、電流內(nèi)環(huán)控制，并由相應(yīng)的傳遞函數(shù)確定了P I 調(diào)節(jié)器的參數(shù)。通過M A ：n ，A B ／S I M U L I N K 平臺搭建雙S V P W M 變頻器的仿真模型，仿真結(jié)果表明了S V P W M 算法的有效性和控制系統(tǒng)設(shè)計的可行性，輸出電壓、電流波形的質(zhì)量較好，提高了整流器和逆變器的轉(zhuǎn)換效率。( 4 ) 以安徽某火電廠輔機變頻調(diào)速系統(tǒng)( 給粉機) 為例，對不同型號的給粉機變頻器隨機各選取一臺進行低壓穿越性能測試，得到輔機變頻調(diào)