Группа компаний "Энергоарсенал"

Преобразователь частоты

Статьи >>

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ,

ВХОДЯЩЕГО В КОМПЛЕКС «ГТУ С СИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ – МЕСТНАЯ НАГРУЗКА – ЭНЕРГОСИСТЕМА»

В настоящее время по ряду технико-экономических причин в энергосистеме РФ планируется ввод газотурбинных энергоагрегатов без механического редуктора, содержащих синхронный генератор повышенной частоты (СГПЧ) и полупроводниковый преобразователь частоты (ПППЧ) (такие установки с широтно-импульсным регулированием ПППЧ произведены и тестируются корпорацией «Энергомаш») . Одним из наиболее перспективных направлений применения таких установок является электроснабжение потребителей, находящихся в удаленных узлах энергосистемы (например, районов добычи нефти и природного газа). В связи с этим в ближайшее время может появиться новый электротехнический комплекс: газотурбинный энергоблок с СГПЧ и ПППЧ – местная нагрузка – энергосистема (ЭС).

Для решения различных технических и экономических задач, связанных с проектированием, реконструкцией и эксплуатацией электроэнергетической системы, необходим расчет её режимов, в том числе рабочих. Следовательно, в силу новизны рассматриваемого комплекса, требуется разработать его математическую модель и методику расчета его режимов с учетом специфики энергоблоков с СГПЧ.

Для определения временных функций входных и выходных токов и напряжений ПППЧ зачастую необходимо решить систему дифференциальных уравнений аналитическое решение которой может быть достаточно трудоемким и громоздким. Однако при расчетах рабочих режимов энергоблока и, в целом, энергосистемы, содержащих ПППЧ, детальный анализ электромагнитных процессов последнего не целесообразен, поскольку полезными составляющими входных и выходных токов и напряжений преобразователя являются их первые гармоники. В связи с этим поставлена задача разработать математическую модель ПППЧ, позволяющую рассчитывать рабочие режимы рассматриваемого комплекса без анализа режима преобразователя, причем модель универсальную по типу ПППЧ (учитывающую многообразие возможных вариантов его выполнения ).

Предлагается представить ПППЧ в виде звена или эквивалентного преобразователя частоты (ЭПЧ), параметрами которого являются: 1) коэффициент преобразования по напряжению K_U, равный отношению амплитуд первых гармоник входного u₁₍₁₎ и выходного u₂₍₁₎ напряжений ПЧ; 2) фазовые сдвиги δ₁ и δ₂ соответственно между ЭДС генератора и u₁₍₁₎, между u₂₍₁₎ и ЭДС системы. Параметры ЭПЧ представляются в виде аналитических зависимостей от заданных параметров комплекса и в совокупности с ними позволяют определить параметры рабочего режима комплекса типовыми методами расчета установившихся режимов.

Филяев Константин Юрьевич

Преобразователь частоты