基于可變頻變壓器的電網(wǎng)互聯(lián)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電網(wǎng)互聯(lián)方法是通過(guò)背靠背式高壓直流輸電（HVDC）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。HVDC采用電力電子器件控制互聯(lián)電網(wǎng)間的功率變化，具有響應(yīng)快速和故障隔離等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，存在換相失敗問(wèn)題，有諧波干擾產(chǎn)生，且難以平滑調(diào)節(jié)功率。
　　鑒于高壓直流輸電的一系列缺點(diǎn)，美國(guó)GE公司最新研制了一種新的電網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備：可變頻變壓器（Variable Frequency Transformer，VFT）。VFT為機(jī)電設(shè)備，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，穩(wěn)定性比較好，并且

2、控制簡(jiǎn)單，可以平滑調(diào)節(jié)傳輸功率，無(wú)諧波產(chǎn)生，能隔離一側(cè)故障對(duì)另一端的影響，以現(xiàn)有運(yùn)行的產(chǎn)品來(lái)看，具有很好的應(yīng)用前景。
　　首先，本文給出了可變頻變壓器的三相數(shù)學(xué)模型，在介紹坐標(biāo)變換之后又給出了一種更為簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型：可變頻變壓器在dq軸上的數(shù)學(xué)模型。接著詳細(xì)介紹了VFT的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，并推導(dǎo)出了傳輸功率和直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
　　其次，介紹了直流電機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，在MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境下建

3、立了可變頻變壓器用于電網(wǎng)互聯(lián)的仿真模型，對(duì)可變頻變壓器用于同步或者異步電網(wǎng)互聯(lián)的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)變功率傳輸過(guò)程進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明可變頻變壓器可以進(jìn)行變功率傳輸；接著仿真了一側(cè)電網(wǎng)發(fā)生頻率波動(dòng)的情況，結(jié)果證明了可變頻變壓器的抗擾動(dòng)性能；然后對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)電網(wǎng)發(fā)生單相和三相短路的過(guò)程進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，可變頻變壓器具有故障隔離功能；最后，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)可變頻變壓器的電網(wǎng)互聯(lián)可行性、抗干擾能力以及功率傳輸能力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4、r>　　然后，考慮到高頻信號(hào)注入法在低速狀態(tài)下的良好性能，本文介紹了高頻信號(hào)注入法的估算速度原理，并將之應(yīng)用到可變頻變壓器的速度估算中，在MATLAB/SIMULINK中搭建了系統(tǒng)仿真模型，對(duì)可變頻變壓器的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了估算，包括普通運(yùn)行情況，一側(cè)電網(wǎng)頻率發(fā)生變化情況，傳輸功率發(fā)生變化情況和發(fā)生短路故障情況，并將估算轉(zhuǎn)速反饋到直流電機(jī)的控制系統(tǒng)中。仿真結(jié)果表明，高頻信號(hào)注入法可用于變頻變壓器的速度估算。本章最后搭建了簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證了利用