电力电子基础9

1、电力电子基础电力电子基础 Fundamental Power Electronics 第九讲 电力电子技术应用东南大学电气工程学院2010年- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用2电力电子技术应用电力电子技术应用n晶闸管晶闸管直流电动机调速系统直流电动机调速系统n异步电机变频调速系统异步电机变频调速系统n变速恒频风力发电变速恒频风力发电n有源电力滤波器（有源电力滤波器（APFAPF）n不间断电源（不间断电源（UPSUPS）n静止无功补偿（静止无功补偿（SVCSVC）n静止无功发生器（静止无功发生器（SVGSVG）n高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）n灵活交流输

2、电系统（灵活交流输电系统（FACTSFACTS）- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用31.1.晶闸管晶闸管直流电动机调速系统直流电动机调速系统三相半波晶闸管三相半波晶闸管直流电动机调速系统直流电动机调速系统- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用4晶闸管晶闸管直流电动机调速系统直流电动机调速系统电流连续时电流连续时等效电路等效电路机械特性机械特性 11()cosadddodoeeeeREnUR IUInnCCCC- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用5晶闸管晶闸管直流电动机调速系统直流电动机调速系统电流断续时电流断续时等效电路等

3、效电路22sinsin22eUnC2coscos2sin2222ddmUIL- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用6晶闸管晶闸管直流电动机调速系统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- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用72.2.异步电机变频调速系统异步电机变频调速系统恒电势频率比控制恒电势频率比控制11114.44mEfk11mEf1111UEI Z 恒电压频率比控制恒电压频率比控制- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用8异步电机变频调速系统

4、异步电机变频调速系统交交直直交变频器结构形式交变频器结构形式- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用9异步电机变频调速系统异步电机变频调速系统VVVF控制、控制、SPWM逆变器异步电机变频调速系统逆变器异步电机变频调速系统- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用103.3.变速恒频风力发电变速恒频风力发电 - -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用11变速恒频风力发电变速恒频风力发电 地表面的风能密度很低: 0.2kW/m20.5kW/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、岛屿等地区高原、沿海、岛屿等地

5、区 浅海风车场浅海风车场 其年发电量比建在海岸上相应容量的风电场多20%风的特点风的特点风能密度高的区域风能密度高的区域高空风能利用高空风能利用- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用12变速恒频风力发电变速恒频风力发电交交直直交变换变速恒频风电系统交变换变速恒频风电系统 - -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用13变速恒频风力发电变速恒频风力发电交流励磁双馈发电系统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 - -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用144.4.有源电力滤波器（有源电力滤波器（APFAPF）n理想电能

6、：理想电能：三相对称、波形正弦、频率及电压恒定n实际电能：实际电能：波形畸变，有谐波n后果：后果：严重影响供电质量、输电效率和用电设备的使用寿命n消除谐波方法：消除谐波方法：n无源滤波器n有源电力滤波器APF（Active Power Filter）- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用15有源电力滤波器（有源电力滤波器（APFAPF）串联型有源电力滤波器串联型有源电力滤波器- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用16有源电力滤波器（有源电力滤波器（APFAPF）并联型有源电力滤波器并联型有源电力滤波器- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电

7、子技术应用175.5.不间断电源（不间断电源（UPSUPS）UPS（Uninterruptible Power Supply）原理框图原理框图- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用18不间断电源（不间断电源（UPSUPS）整流器整流器- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用19不间断电源（不间断电源（UPSUPS）逆变器逆变器- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用206.6.静止无功补偿（静止无功补偿（SVCSVC）晶闸管可控电抗器晶闸管可控电抗器TCR（Thyristor Controlled Reactor） n触发角大于90

8、度时，增加触发角，可以减少电抗吸收的无功功率- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用21静止无功补偿（静止无功补偿（SVCSVC）晶闸管投切电容器晶闸管投切电容器TSCTSC（ThyristorThyristor Switched Capacitor Switched Capacitor） n零电流投切n有级调节无功功率- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用227.7.静止无功发生器（静止无功发生器（SVGSVG）静止无功功率发生器静止无功功率发生器SVG（Static Var Generator）n SVG SVG补偿原理：补偿原理： ()icisi

9、UQU IUUL1.isUU0cQ 2.isUU0cQ 3.isUU0cQ 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- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用238.8.高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）1212脉波变流脉波变流- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用24高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）nHVDC的控制：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- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用259.灵活交流输电系统（灵活交流输电系统（FACT

10、SFACTS）柔性交流输电系统：柔性交流输电系统：n高压直流输电（高压直流输电（HVDC）n静止无功补偿（静止无功补偿（SVC）n静止无功发生器（静止无功发生器（SVG）n有源电力滤波器（有源电力滤波器（APF）n晶闸管控制串联电容装置（晶闸管控制串联电容装置（TCSC、CSC、ASC）n次同步振荡阻尼器（次同步振荡阻尼器（SCR）n晶闸管控制相角调节器（晶闸管控制相角调节器（TCPAR、PST）n静止调相机（静止调相机（STACON）n晶闸管控制动态制动器（晶闸管控制动态制动器（TCDB）n统一潮流控制器（统一潮流控制器（UPFC）- -电力电子技术电力电子技术- -第九讲 电力电子技术应用26灵活交流输电系统（灵活交流输电系统（FACTSFACTS）特点：特点：n采用功率电子开关操作，没有机械磨损，提高系统的