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)方法是通過背靠背式高壓直流輸電（HVDC）來實現(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，具有響應快速和故障隔離等優(yōu)點。其缺點是設備復雜，存在換相失敗問題，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，美國GE公司最新研制了一種新的電網(wǎng)互聯(lián)設備：可變頻變壓器（Variable Frequency Transformer，VFT）。VFT為機電設備，結(jié)構(gòu)堅固耐用，穩(wěn)定性比較好，并且

2、控制簡單，可以平滑調(diào)節(jié)傳輸功率，無諧波產(chǎn)生，能隔離一側(cè)故障對另一端的影響，以現(xiàn)有運行的產(chǎn)品來看，具有很好的應用前景。
　　首先，本文給出了可變頻變壓器的三相數(shù)學模型，在介紹坐標變換之后又給出了一種更為簡單的數(shù)學模型：可變頻變壓器在dq軸上的數(shù)學模型。接著詳細介紹了VFT的基本結(jié)構(gòu)和運行原理，并推導出了傳輸功率和直流電機轉(zhuǎn)矩的數(shù)學關系式。
　　其次，介紹了直流電機的控制系統(tǒng)的設計后，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)的可行性進行了驗證，同時對變功率傳輸過程進行了仿真研究，結(jié)果表明可變頻變壓器可以進行變功率傳輸；接著仿真了一側(cè)電網(wǎng)發(fā)生頻率波動的情況，結(jié)果證明了可變頻變壓器的抗擾動性能；然后對轉(zhuǎn)子側(cè)電網(wǎng)發(fā)生單相和三相短路的過程進行了仿真，結(jié)果表明，可變頻變壓器具有故障隔離功能；最后，搭建了實驗平臺，對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行了實驗驗證。

4、r>　　然后，考慮到高頻信號注入法在低速狀態(tài)下的良好性能，本文介紹了高頻信號注入法的估算速度原理，并將之應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，對可變頻變壓器的轉(zhuǎn)速進行了估算，包括普通運行情況，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)速反饋到直流電機的控制系統(tǒng)中。仿真結(jié)果表明，高頻信號注入法可用于變頻變壓器的速度估算。本章最后搭建了簡單實驗平臺，驗證了利用