本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)次同步振蕩技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

高壓送電具有損耗小的特點(diǎn)。中國(guó)兩大電網(wǎng)公司，國(guó)家電網(wǎng)公司，南方電網(wǎng)公司，在高壓輸電這方面，國(guó)網(wǎng)進(jìn)行800kv高壓交流輸電項(xiàng)目，南網(wǎng)進(jìn)行500kv高壓直流輸電項(xiàng)目。

這些傳統(tǒng)電廠發(fā)出交流電，經(jīng)過(guò)整流站變成直流后輸送到高壓直流輸電線路。但是由于經(jīng)過(guò)電力電子器件(整流)的作用，與傳統(tǒng)直接連接交流線路相比，這些電廠更容易出現(xiàn)振蕩問(wèn)題，特別是交流電力系統(tǒng)中比較相當(dāng)少見(jiàn)，但在直流中被發(fā)現(xiàn)的次同步振蕩問(wèn)題(振蕩頻率遠(yuǎn)高于低頻振蕩但又小于同步頻率)。

云南電網(wǎng)作為南網(wǎng)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(fā)電機(jī)電壓出廠經(jīng)變壓器升到220kv電壓送到整流站，電氣距離也可以認(rèn)為不長(zhǎng)，可用發(fā)電機(jī)廠—整流站—無(wú)窮大系統(tǒng)模型。這些電廠出現(xiàn)一些次同步振蕩問(wèn)題，這時(shí)一種不同于以往多見(jiàn)的低頻振蕩新問(wèn)題。并且，在如風(fēng)力發(fā)電這類發(fā)電機(jī)要經(jīng)過(guò)整流逆變電路再接入電網(wǎng)的情況，也出現(xiàn)過(guò)次同步振蕩問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法，以解決三相平衡情況下次同步振蕩的問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提出一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的是基波正弦電壓，經(jīng)變壓器變換后傳遞到整流站；

(2)整流站使用三相整流橋，發(fā)電機(jī)定子的電流由負(fù)載決定，由整流側(cè)傳遞過(guò)來(lái)，整流側(cè)電流為經(jīng)過(guò)電力電子器件整流的電流；

(3)經(jīng)整流后，得到三相平衡情況下整流側(cè)abc三相的電流，abc三相的電流均為方波，運(yùn)用以下公式，可以通過(guò)傅里葉變換，變換為無(wú)窮項(xiàng)正弦波的和，

n＝1,2,3......

這里并不考慮換相過(guò)程，可求出abc三相的傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)；

(4)假設(shè)原動(dòng)機(jī)的輸入電磁力矩保持恒定，恒定運(yùn)行時(shí)，電磁力矩也為恒定，發(fā)電機(jī)勻速運(yùn)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(dòng)的，即作用在發(fā)電機(jī)軸兩端的力不平衡，說(shuō)明對(duì)發(fā)電機(jī)軸系壽命有影響。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述的整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)包括：發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器、整流站，所述發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器依次串聯(lián)連接，所述升壓器通過(guò)高壓直流輸電線路連接整流站。

進(jìn)一步地，所述換流器為pwm整流器。

進(jìn)一步地，所述升壓器為dc-dc升壓器。

進(jìn)一步地，所述升壓器將直流電升壓至35kv以上。

進(jìn)一步地，所述整流站包括逆變器和整流變壓器。

進(jìn)一步地，所述高壓直流輸電線路采用柔性高壓直流電纜。

進(jìn)一步地，步驟(2)中所述三相整流橋?yàn)?脈波三相整流橋。

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

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果包括：

(1)本發(fā)明的評(píng)估方法可得到電磁力矩是波動(dòng)的，即作用在發(fā)電機(jī)軸兩端的力不平衡，說(shuō)明對(duì)發(fā)電機(jī)軸系壽命有影響；

(2)本發(fā)明采用無(wú)窮大系統(tǒng)模型進(jìn)行評(píng)估三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響，為評(píng)估三相不平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響提供理論依據(jù)基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的三相整流橋模型圖；

圖3是本發(fā)明的經(jīng)整流后得到的abc三相的電流圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)，如圖1所示，發(fā)電機(jī)發(fā)出的是基波正弦電壓，經(jīng)變壓器變換后傳遞到整流站；

所述的整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)包括：發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器、整流站，所述發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器依次串聯(lián)連接，所述升壓器通過(guò)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；

(2)整流站使用6脈波三相整流橋，發(fā)電機(jī)定子的電流由負(fù)載決定，由整流側(cè)傳遞過(guò)來(lái)，整流側(cè)電流為經(jīng)過(guò)電力電子器件整流的電流，模型如圖2所示；

(3)經(jīng)整流后，得到三相平衡情況下整流側(cè)abc三相的電流，如圖3所示，abc三相的電流均為方波，運(yùn)用以下公式，可以通過(guò)傅里葉變換，變換為無(wú)窮項(xiàng)正弦波的和，

n＝1,2,3......

這里并不考慮換相過(guò)程，可求出abc三相的傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)；

(4)假設(shè)原動(dòng)機(jī)的輸入電磁力矩保持恒定(通過(guò)火電廠調(diào)節(jié)氣門)，恒定運(yùn)行時(shí)，電磁力矩也為恒定，發(fā)電機(jī)勻速運(yùn)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(dòng)的，即作用在發(fā)電機(jī)軸兩端的力不平衡，說(shuō)明對(duì)發(fā)電機(jī)軸系壽命有影響。

實(shí)施例2

一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)，如圖1所示，發(fā)電機(jī)發(fā)出的是基波正弦電壓，經(jīng)變壓器變換后傳遞到整流站；

所述的整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)包括：發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器、整流站，所述發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器依次串聯(lián)連接，所述升壓器通過(guò)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220kv；

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；

(2)整流站使用6脈波三相整流橋，發(fā)電機(jī)定子的電流由負(fù)載決定，由整流側(cè)傳遞過(guò)來(lái)，整流側(cè)電流為經(jīng)過(guò)電力電子器件整流的電流，模型如圖2所示；

(3)經(jīng)整流后，得到三相平衡情況下整流側(cè)abc三相的電流，如圖3所示，abc三相的電流均為方波，運(yùn)用以下公式，可以通過(guò)傅里葉變換，變換為無(wú)窮項(xiàng)正弦波的和，

n＝1,2,3......

這里并不考慮換相過(guò)程，可求出abc三相的傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)；

(4)假設(shè)原動(dòng)機(jī)的輸入電磁力矩保持恒定(通過(guò)水電廠調(diào)節(jié)水門)，恒定運(yùn)行時(shí)，電磁力矩也為恒定，發(fā)電機(jī)勻速運(yùn)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(dòng)的，即作用在發(fā)電機(jī)軸兩端的力不平衡，說(shuō)明對(duì)發(fā)電機(jī)軸系壽命有影響。

實(shí)施例3

一種三相平衡情況下整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估方法，包括以下步驟：

(1)建立整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)，如圖1所示，發(fā)電機(jī)發(fā)出的是基波正弦電壓，經(jīng)變壓器變換后傳遞到整流站；

所述的整流站對(duì)發(fā)電機(jī)軸系影響的評(píng)估系統(tǒng)包括：發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器、整流站，所述發(fā)電機(jī)、換流器、升壓器依次串聯(lián)連接，所述升壓器通過(guò)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500kv；

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；

(2)整流站使用6脈波三相整流橋，發(fā)電機(jī)定子的電流由負(fù)載決定，由整流側(cè)傳遞過(guò)來(lái)，整流側(cè)電流為經(jīng)過(guò)電力電子器件整流的電流，模型如圖2所示；

(3)經(jīng)整流后，得到三相平衡情況下整流側(cè)abc三相的電流，如圖3所示，abc三相的電流均為方波，運(yùn)用以下公式，可以通過(guò)傅里葉變換，變換為無(wú)窮項(xiàng)正弦波的和，

n＝1,2,3......

這里并不考慮換相過(guò)程，可求出abc三相的傅里葉級(jí)數(shù)的系數(shù)；

(4)假設(shè)原動(dòng)機(jī)的輸入電磁力矩保持恒定(通過(guò)火電廠調(diào)節(jié)氣門)，恒定運(yùn)行時(shí)，電磁力矩也為恒定，發(fā)電機(jī)勻速運(yùn)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(dòng)的，即作用在發(fā)電機(jī)軸兩端的力不平衡，說(shuō)明對(duì)發(fā)電機(jī)軸系壽命有影響。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)以上描述做出眾多變通是可能的，所以實(shí)施例和附圖僅是用來(lái)描述特定實(shí)施方式。

盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以對(duì)其作出各種改變和替換，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會(huì)脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實(shí)施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實(shí)施例及其等同物。