变频器低电压穿越装置由旁路回路、电源变换模块和控制电源三部分构成。
旁路回路为三相直连设计,将系统三相电经手动刀闸连接至变频器的交流电源输入端子。在系统电压正常的情况下,装置工作于旁路模式,变频器供电由旁路回路完成,电源变换模块部分处于休眠状态,不参与装置运行,以此降低装置中电力电子器件投入使用的工作时间,进而提升装置整体效率,降低装置故障率。
电源变换模块部由不控整流电路、直流电源输入回路和直流升压电路构成。在电力系统中发生故障,引发电压跌落的情况下,电源变换模块部分会快速投入运行。整流电路将跌落后的三相交流电变换为低电压等级的直流电,与直流电源输入回路并联,再经直流升压电路将其电压泵升为变频器常态直流母线电压等级,此直流电能经变频器直流输入端子送入变频器直流母线,保证变频器在系统电压跌落时的正常稳定工作。
(1)使用多相多重化BOOST电路拓扑,实现变频器低电压穿越功能。采用旁路通道设计方法,提高装置整体运行效率与可靠性。
(2)使用基于模糊自适应PI控制算法与滞环控制相结合的复合式直流母线电压闭环自动控制策略,获得良好的动静态特性。
(3)采用了基于非线性控制器的保护参数最优化自整定系统。基于此系统,每台装置的保护参数可依据其实际运行信息自主生成并实时调整,无需人为参与。
(4)集成了涵盖全部硬件系统的定期自检模块,可实现在不扰动变频器运行状态前提下对装置所有部件的性能测试,同时内置故障自诊断程序包,可实现器件级别的故障定位。
刘树 男 1981.3 工程师/部门经理 北京四方继保自动化股份有限公司 方案整体设计、项目具体实施
王钢 男 1953.12 教高/副局级调研员 东北电网有限公司 项目管理、方案整体设计
贾伟 男 1957.6 教高/副总工程师 东北电网有限公司 项目管理、方案整体设计
卲广惠 男 1965.6 高工/副主任 东北电网有限公司 项目管理、方案整体设计
张涛 男 1971.4 教高/副总裁 北京四方继保自动化股份有限公司 项目管理、方案整体设计
评价单位:“科创中国”能源互联网产业科技服务团 (中国电机工程学会)
评价时间:2022-11-11
综合评价
该项目基于一种新型电力电子主电路拓扑结构和新型控制算法,研制了 “GLT-20变频器低电压穿越电源”装置,解决了发电厂重要辅机变频器输入电压跌落时发生的闭锁输出问题,从而避免了发电机组重要辅机因此而发生的故障停机问题,有利于电网的安全稳定运行。项目的主要技术创新包括:
(1)设计了一种基于非控整流与多相多重化BOOST电路的新型拓扑结构,结合软件控制算法,可以快速检测出输入电压的跌落并维持输出电压恒定,实现了发电厂辅机变频器的低电压穿越功能。
(2)采用了基于模糊自适应PI控制算法与滞环控制相结合的复合式直流母线电压闭环自动控制算法,并基于装置的硬件回路,实现了对输入电压不同程度跌落的自动适应,兼顾了装置的稳态特性与暂态特性。
(3)采用了一种基于非线性自适应原理的保护参数整定方法,实现装置保护参数的自动整定与在线实时调整。
(4)设计了完备的硬件回路自检模块,实现了装置主回路所有器件的定期自检、故障定位,提高了装置运行的可靠性。
3该项目成果实际应用的结果表明:该装置现场安装方便,运行稳定、可靠。
评价专家组认为:装置原理先进,设计方案合理,有广泛的实际应用价值。
查看更多>