[發明專利]一種三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響的評估方法

在審

• 申請號: 201710241435.9
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107086599A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 林浩博
• 申請（專利權）人: 林浩博
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/36
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 梁月釗

技術領域

本發明屬于電力系統次同步振蕩技術領域，特別是涉及一種三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響的評估方法。

背景技術

高壓送電具有損耗小的特點。中國兩大電網公司，國家電網公司，南方電網公司，在高壓輸電這方面，國網進行800kv高壓交流輸電項目，南網進行500kv高壓直流輸電項目。

這些傳統電廠發出交流電，經過整流站變成直流后輸送到高壓直流輸電線路。但是由于經過電力電子器件(整流)的作用，與傳統直接連接交流線路相比，這些電廠更容易出現振蕩問題，特別是交流電力系統中比較相當少見，但在直流中被發現的次同步振蕩問題(振蕩頻率遠高于低頻振蕩但又小于同步頻率)。

云南電網作為南網直流的送端，部分電廠離500KV直流線路有一定距離，但考慮到發電機電壓出廠經變壓器升到220KV電壓送到整流站，電氣距離也可以認為不長，可用發電機廠—整流站—無窮大系統模型。這些電廠出現一些次同步振蕩問題，這時一種不同于以往多見的低頻振蕩新問題。并且，在如風力發電這類發電機要經過整流逆變電路再接入電網的情況，也出現過次同步振蕩問題。

發明內容

本發明目的在于提出一種三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響的評估方法，以解決三相平衡情況下次同步振蕩的問題。

為此，本發明提出一種三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響的評估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對發電機軸系影響的評估系統，發電機發出的是基波正弦電壓，經變壓器變換后傳遞到整流站；

(2)整流站使用三相整流橋，發電機定子的電流由負載決定，由整流側傳遞過來，整流側電流為經過電力電子器件整流的電流；

(3)經整流后，得到三相平衡情況下整流側abc三相的電流，abc三相的電流均為方波，運用以下公式，可以通過傅里葉變換，變換為無窮項正弦波的和，

n＝1,2,3......

這里并不考慮換相過程，可求出abc三相的傅里葉級數的系數；

(4)假設原動機的輸入電磁力矩保持恒定，恒定運行時，電磁力矩也為恒定，發電機勻速運行，將abc三相電流代入電磁力矩公式，可得到電磁力矩是波動的，即作用在發電機軸兩端的力不平衡，說明對發電機軸系壽命有影響。

進一步地，步驟(1)中所述的整流站對發電機軸系影響的評估系統包括：發電機、換流器、升壓器、整流站，所述發電機、換流器、升壓器依次串聯連接，所述升壓器通過高壓直流輸電線路連接整流站。

進一步地，所述換流器為PWM整流器。

進一步地，所述升壓器為DC-DC升壓器。

進一步地，所述升壓器將直流電升壓至35KV以上。

進一步地，所述整流站包括逆變器和整流變壓器。

進一步地，所述高壓直流輸電線路采用柔性高壓直流電纜。

進一步地，步驟(2)中所述三相整流橋為6脈波三相整流橋。

進一步地，步驟(4)中所述電磁力矩保持恒定的方法是調節火電廠氣門或水電廠水門。

本發明與現有技術對比的有益效果包括：

(1)本發明的評估方法可得到電磁力矩是波動的，即作用在發電機軸兩端的力不平衡，說明對發電機軸系壽命有影響；

(2)本發明采用無窮大系統模型進行評估三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響，為評估三相不平衡情況下整流站對發電機軸系影響提供理論依據基礎。

附圖說明

圖1是本發明的整流站對發電機軸系影響的評估系統結構示意圖；

圖2是本發明的三相整流橋模型圖；

圖3是本發明的經整流后得到的abc三相的電流圖。

具體實施方式

實施例1

一種三相平衡情況下整流站對發電機軸系影響的評估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對發電機軸系影響的評估系統，如圖1所示，發電機發出的是基波正弦電壓，經變壓器變換后傳遞到整流站；

所述的整流站對發電機軸系影響的評估系統包括：發電機、換流器、升壓器、整流站，所述發電機、換流器、升壓器依次串聯連接，所述升壓器通過高壓直流輸電線路連接整流站；

所述換流器為PWM整流器；

所述升壓器為DC-DC升壓器；

所述升壓器將直流電升壓至35KV；

所述整流站包括逆變器和整流變壓器；

所述高壓直流輸電線路采用柔性高壓直流電纜；