电力电子技术与应用

第九讲电力电子技术应用1电力电子基础FundamentalPowerElectronics第九讲电力电子技术应用第九讲电力电子技术应用2电力电子技术应用晶闸管—直流电动机调速系统异步电机变频调速系统变速恒频风力发电有源电力滤波器（APF）不间断电源（UPS）静止无功补偿（SVC）静止无功发生器（SVG）高压直流输电（HVDC）灵活交流输电系统（FACTS）第九讲电力电子技术应用31.晶闸管—直流电动机调速系统三相半波晶闸管—直流电动机调速系统第九讲电力电子技术应用4晶闸管—直流电动机调速系统电流连续时等效电路机械特性11()cosadddodoeeeeREnURIUInnCCCC第九讲电力电子技术应用5晶闸管—直流电动机调速系统电流断续时等效电路22sinsin22eUnC2coscos2sin2222ddmUIL第九讲电力电子技术应用6晶闸管—直流电动机调速系统三相半波晶闸管整流器供电直流电机机械特性电流连续区电流断续区第九讲电力电子技术应用72.异步电机变频调速系统恒电势频率比控制11114.44mEfk11mEf1111UEIZ恒电压频率比控制第九讲电力电子技术应用8异步电机变频调速系统交—直—交变频器结构形式第九讲电力电子技术应用9异步电机变频调速系统VVVF控制、SPWM逆变器异步电机变频调速系统第九讲电力电子技术应用103.变速恒频风力发电第九讲电力电子技术应用11变速恒频风力发电地表面的风能密度很低:0.2kW/m2～0.5kW/m2地表风极不稳定，地面风力发电站容量系数不到:30%高原、沿海、岛屿等地区浅海风车场其年发电量比建在海岸上相应容量的风电场多20%风的特点风能密度高的区域高空风能利用第九讲电力电子技术应用12变速恒频风力发电交—直—交变换变速恒频风电系统第九讲电力电子技术应用13变速恒频风力发电交流励磁双馈发电系统1、交—交变频器2、双PWM交—直—交变频器第九讲电力电子技术应用144.有源电力滤波器（APF）理想电能：三相对称、波形正弦、频率及电压恒定实际电能：波形畸变，有谐波后果：严重影响供电质量、输电效率和用电设备的使用寿命消除谐波方法：无源滤波器有源电力滤波器APF（ActivePowerFilter）第九讲电力电子技术应用15有源电力滤波器（APF）串联型有源电力滤波器第九讲电力电子技术应用16有源电力滤波器（APF）并联型有源电力滤波器第九讲电力电子技术应用175.不间断电源（UPS）UPS（UninterruptiblePowerSupply）原理框图第九讲电力电子技术应用18不间断电源（UPS）整流器第九讲电力电子技术应用19不间断电源（UPS）逆变器第九讲电力电子技术应用206.静止无功补偿（SVC）晶闸管可控电抗器TCR（ThyristorControlledReactor）触发角大于90度时，增加触发角，可以减少电抗吸收的无功功率第九讲电力电子技术应用21静止无功补偿（SVC）晶闸管投切电容器TSC（ThyristorSwitchedCapacitor）零电流投切有级调节无功功率第九讲电力电子技术应用227.静止无功发生器（SVG）静止无功功率发生器SVG（StaticVarGenerator）SVG补偿原理：()icisiUQUIUUL1.isUU0cQ2.isUU0cQ3.isUU0cQ无功电流流向电网无功电流流向逆变器两者之间没有无功功率交换第九讲电力电子技术应用238.高压直流输电（HVDC）12脉波变流第九讲电力电子技术应用24高压直流输电（HVDC）HVDC的控制：逆变器工作在最小熄灭角方式，整流器则工作在调节触发角的恒流模式，实现功率平衡第九讲电力电子技术应用259.灵活交流输电系统（FACTS）柔性交流输电系统：高压直流输电（HVDC）静止无功补偿（SVC）静止无功发生器（SVG）有源电力滤波器（APF）晶闸管控制串联电容装置（TCSC、CSC、ASC）次同步振荡阻尼器（SCR）晶闸管控制相角调节器（TCPAR、PST）静止调相机（STACON）晶闸管控制动态制动器（TCDB）统一潮流控制器（UPFC）第九讲电力电子技术应用26灵活交流输电系统（FACTS）特点：采用功率电子开关操作，没有机械磨损，提高系统的可靠性和灵活性；响应时间短（ms级），控制快速，有利暂态稳定性的提高；被控参数可断续或连续调节，十分有利系统动态稳定性的改善；可通过快速平滑调节，方便迅速地改变系统潮流分布，对提高现有网络的传输能力，防止事故下因连锁引发的跳闸十分有利；有助于建立全国统一的实时网络控制中心，大幅度提高全国电力系统的安全性及经济性。