抽水蓄能機組具有削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相等功能,對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用。本文以250MW抽水蓄能發(fā)電電動機為研究對象,建立了其穩(wěn)態(tài)有限元數(shù)學模型與場-路-網(wǎng)耦合的時步有限元數(shù)學模型,系統(tǒng)地研究了抽水蓄能機組的非線性特性曲線族及不同工況下的運行特性。該研究為抽水蓄能機組的設計和正常運行提供了理論和實際的參考意義。本文主要研究內(nèi)容如下：1.分別研究了在考慮磁場飽和與不考慮磁場飽和條件下勵磁電流大小對抽水蓄能機組空載電動勢波形以及諧波的影響,結(jié)果表明計及飽和時相同勵磁電流產(chǎn)生的電動勢正弦畸變率和諧波含量比不計飽和時更大。2.采用理論分析與有限元計算相結(jié)合的方法,研究了250MW抽水蓄能機組在發(fā)電工況下d軸、q軸及不同功角等運行條件時的非線性特性曲線族,發(fā)現(xiàn)隨著功角的增大,非線性特性曲線都向右下偏斜,且勵磁電流越大,偏斜越嚴重。在負載運行條件下產(chǎn)生相同氣隙電勢所需磁勢與傳統(tǒng)按空載特性確定的數(shù)值存在明顯差異。3.通過研究考慮磁場飽和條件下250MW抽水蓄能電機的無功功率調(diào)節(jié)特性,對比分析了發(fā)電工況和電動工況時相同電壓、不同有功與相同有功、不同電壓條件下的電樞電流、無功功率、功率因... 

【文章來源】：華北電力大學河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１二維電磁場求解區(qū)域?＇??在電機進行磁場計算之前，先必須對求解區(qū)域進行剖分

巧??Ｄ?每??圖２－１二維電磁場求解區(qū)域?＇??在電機進行磁場計算之前，先必須對求解區(qū)域進行剖分。本文采用單元電機??模型，取一對極下的區(qū)域為求解區(qū)域，對幾何模型進行有限元網(wǎng)絡剖分，剖分單??元數(shù)為１９８４１，節(jié)點數(shù)為９９７６，剖分結(jié)果如圖２－２所示。??禱??圖２－２有限元剖分圖??２．２．２同步電機相關(guān)電氣量的計算??對于同步發(fā)電機而言，電機的運行工況可由定子電流、端電壓和功率因數(shù)來??確定，抽水蓄能電機負載穩(wěn)態(tài)居行相量圖如下圖２－３所示；??７??

午ｄ軸??卡Ａ??圖２－３感性負載時凸極發(fā)電機向量圖??根據(jù)己知條件，在給定某一個確定的運行工況條件下，發(fā)電機的定子電流、??端電壓、功率因數(shù)、有功功率和無功功率都可Ｗ求得，但是此時勵磁電流大�。�??及定子電流和勵磁電流之間的夾角Ａ?（如圖２－３）都不知道。??因此，要求得這兩個量，通常的計算流程下：??先通過理論計算或者畫時空向量圖給出該端電壓Ｕ和功率因數(shù)ｃｏｓ?＾的初??值，用有限元法求得節(jié)點磁位，而后求得新的端電壓Ｕ和功率因數(shù)ｃｏｓ?口的值，??？判斷是否滿足收斂條件，不滿足的話繼續(xù)調(diào)整勵磁電流／，和Ａ角，直至得到的??端電壓Ｕ和功率因數(shù)ｃｏｓ?口滿足收斂條件，結(jié)束運算，輸出所得端電壓Ｕ和功率??因數(shù)ｃｏｓ?口，得到此運行工況下的電機運行狀態(tài)。圖２－４是同步發(fā)電機端點條件??迭代的計算流程。??巧嬌??Ｉｆ??ｉ��？微巧魚綾位?＜若縣＾藥撼定??場）??＜?１??－聽染瑞臟―電跪、—蠢．７—雷羅鐵Ｓ泰Ｔ］?Ｉ―

【參考文獻】：
期刊論文
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[1]系統(tǒng)擾動條件下同步發(fā)電機運行行為的時步有限元研究[D]. 胡笳.華北電力大學（北京） 2010
[2]考慮飽和與磁場畸變的汽輪發(fā)電機運行行為的研究[D]. 康錦萍.華北電力大學（北京） 2010
[3]同步發(fā)電機異常非線性特征的研究[D]. 蒙亮.華北電力大學（北京） 2005

碩士論文
[1]計及勵磁系統(tǒng)的抽水蓄能機組網(wǎng)機關(guān)系研究[D]. 楊曉霞.華北電力大學 2014
[2]大型同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)磁場非線性特性及運行特性的計算研究[D]. 張月莉.華北電力大學（北京） 2004



本文編號：3114602