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一种提高双馈抽水蓄能机组低电压穿越能力的系统及其控制方法

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-10-21 11:28:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:黑龙江省哈尔滨新区| 冉浩 | 2023-10-31 15:48:30
本发明公开了一种提高双馈抽水蓄能机组低电压穿越能力的系统及其控制方法,属于水力发电技术领域。本发明包括转子侧控制器,接收电网电压检测器的检测信号,在电网电压跌落时,转子侧控制器采用定子磁链跟踪控制策略,在电网电压恢复时,转子侧控制器采用矢量控制策略;网侧控制器,接收电网电压检测器的检测信号,在电网电压跌落时,网侧控制器控制网侧变换器以故障变换器工作模式工作,电网电压恢复时,网侧控制器采用正常变换器工作模式;本发明抑制电网故障时过电流与过电压对机组的伤害,帮助电网恢复,提高了双馈机组的低电压穿越能力。
近年来新能源发电机组并网容量的增加,为我国的节能减排事业做出了重大贡献。然而由于风力、光伏发电的间歇性,对电网的调峰和调频要求也有了提高。因此,有着削峰填谷功能的抽水蓄能电站将会在电网中发挥越来越重要的作用。 目前新型抽水蓄能机组采用的都是双馈感应电机(DFIG),与传统同步机组相比,双馈抽水蓄能机组具有以下优势:1 .增强了电网的稳定性2 .提高了水泵水轮机的运行效率3 .可以实现系统有功功率、无功功率独立调节。 然而由于双馈电机定子侧直接与电网相连,因此电网电压跌落会对双馈机组产生很大影响。一方面,定子磁链不能突变,在电压跌落时定子磁链会产生直流分量,如果电网电压发生的是不对称跌落,定子磁链还会产生负序分量。定、转子间具有强耦合的关系,定子磁链的直流与负序分量会在转子侧感应出较高的电动势,转子绕组会产生暂态冲击电流。另一方面,由于故障期间发电机的机械转速基本不变,电磁转矩因电压跌落而减小,系统中出现不平衡转矩,使得水电机组转子转速增加,增大了转差功率,致使转子侧过电流,危害转子侧变换器。

具体来说,这种系统及其控制方法主要应用于双馈抽水蓄能机组,其目标是通过提高机组的低电压穿越能力,增强电网的稳定性。

该系统包括转子侧控制器和网侧控制器。转子侧控制器在电网电压跌落时,采用定子磁链跟踪控制策略,而在电网电压恢复时,则采用矢量控制策略。网侧控制器在电网电压跌落时,控制网侧变换器以故障变换器工作模式工作,而在电网电压恢复时,则采用正常变换器工作模式。

哈尔滨理工大学由原机械工业部所属的哈尔滨科学技术大学、哈尔滨电工学院和哈尔滨工业高等专科学校于1995年合并组建而成,1998年划转黑龙江省属,实行中央与地方共建、以地方为主的管理体制。建校70多年来,学校认真贯彻党的教育方针,全面落实立德树人根本任务,扎根龙江沃土,深耕机电行业,矢志艰苦奋斗,发展成为综合实力强劲、办学特色鲜明的黑龙江省国内“双一流”建设高校,是省属规模最大的理工科大学,为我国装备制造业发展和黑龙江经济社会建设作出了重要贡献。
  1. 提高电力系统的稳定性:双馈抽水蓄能机组在电力系统中具有稳定电力、调峰填谷、应急备用等作用。提高其低电压穿越能力,有助于保障电力系统的稳定运行,减少因电压波动或故障导致的停电等问题。
  2. 降低设备损坏风险:在低电压穿越能力提升的情况下,双馈抽水蓄能机组能够更好地适应电网电压的波动,减少因电压跌落导致的设备损坏风险,从而延长设备的使用寿命。
  3. 提高能源利用效率:双馈抽水蓄能机组在低电压穿越能力提升后,能够更好地适应电网需求,实现电能的双向转换和存储。这有助于提高能源的利用效率,降低能源浪费。

技术转让、合同、入股均可,具体资金双方协商,希望尽快落地实现产业化。