火電廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)低電壓穿越解決方案

姚新陽(yáng)，黃學(xué)良，王正齊，顧文，蔣琛，唐一銘

（1.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇 南京 210096；2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102）

火電廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)低電壓穿越解決方案

姚新陽(yáng)1，黃學(xué)良1，王正齊1，顧文2，蔣琛2，唐一銘2

（1.東南大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇 南京 210096；2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211102）

針對(duì)火電廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)無(wú)速度傳感器V/f控制的高壓變頻器，提出了一種按失電時(shí)間分別測(cè)量定子剩磁電壓或?qū)⒍ㄗ与娏魇噶糠纸獾霓D(zhuǎn)速估算方法，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)。對(duì)該方法進(jìn)行了全系統(tǒng)的Matlab仿真和分析。研究表明，該方法能在1～2 s內(nèi)準(zhǔn)確跟蹤風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并迅速使轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低電壓穿越，防止因變頻器低電壓保護(hù)造成火電機(jī)組停機(jī)、甚至大范圍停電等事故。

風(fēng)機(jī)系統(tǒng)；高壓變頻器；無(wú)速度傳感器；轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)；低電壓穿越

火電廠一類(lèi)輔機(jī)中，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)直接影響到鍋爐系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如送風(fēng)機(jī)全停、風(fēng)量小于25%等條件會(huì)引發(fā)機(jī)組MFT動(dòng)作及機(jī)組RB［1］，待風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到零以后勘察事故原因，再人工重啟。整個(gè)過(guò)程中機(jī)組其他設(shè)備都要相應(yīng)停機(jī)，汽輪機(jī)停止發(fā)電，耗時(shí)極長(zhǎng)，損失巨大。近年來(lái)，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了大量的變頻改造，但大多數(shù)火電機(jī)組的輔機(jī)高壓變頻器不具備低電壓穿越能力［2］，當(dāng)輸入電壓降至額定值的65%以下時(shí)，便會(huì)自動(dòng)停止輸出，退出運(yùn)行［3］。為減小損失，在發(fā)生暫態(tài)性電壓降落時(shí)，要提高變頻器—輔機(jī)系統(tǒng)的低電壓穿越能力，盡量保持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出平穩(wěn)。因此，解決火電廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)低電壓穿越問(wèn)題迫在眉睫。

若要從根本上解決該問(wèn)題，必須要在失電源期間為高壓變頻器提供能量支撐。例如在高低高型高壓變頻器直流母線上增加儲(chǔ)能。但目前大多數(shù)高壓變頻器都采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，并無(wú)統(tǒng)一的直流母線，同時(shí)，風(fēng)機(jī)的功率大多為兆瓦級(jí)，所需要的蓄電池容量極大，成本非常高。

風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子及所帶葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，從旋轉(zhuǎn)狀態(tài)到靜止?fàn)顟B(tài)的自由停車(chē)時(shí)間可達(dá)幾十min甚至幾h［4］。而電壓暫態(tài)性故障時(shí)間只持續(xù)幾s。如果在電壓恢復(fù)時(shí)，能重新啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的風(fēng)機(jī)，使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和火電機(jī)組的出力迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)，避免大范圍停機(jī)，實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。因此，轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)，即飛車(chē)啟動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生。

目前，轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)包括如下幾種方法。

1）在電機(jī)軸上安裝測(cè)速裝置，如軸編碼器［5］等。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)供電時(shí)，控制系統(tǒng)以編碼器中的速度值為起始點(diǎn)進(jìn)行重新啟動(dòng)。但額外的硬件設(shè)備增加了系統(tǒng)的成本，也降低了系統(tǒng)的可靠性。

2）檢測(cè)定子反電動(dòng)勢(shì)（即剩磁電壓）的頻率。但由于轉(zhuǎn)子電流衰減得很快，該方法對(duì)檢測(cè)時(shí)間要求很高。

3）變頻器直流側(cè)最小電流法。給電機(jī)定子一定的搜索電壓，直流側(cè)的電流最小時(shí)，定子的同步轉(zhuǎn)速就接近轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。但由于通用高壓變頻器的直流環(huán)節(jié)沒(méi)有電流傳感器，此方法在實(shí)際工況中難以實(shí)現(xiàn)［6］。

4）V/f曲線電壓比較法。西門(mén)子變頻器手冊(cè)［7］提到該方法，即保持定子端的輸入電流為恒定的額定電流，將變頻器輸出電壓與V/f曲線上的電壓計(jì)算值做比較。但實(shí)際上，V/f曲線與定子電流的物理關(guān)系并不明確［8］。

本文提出了一種基于失電時(shí)間的轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)方法，將檢測(cè)剩磁電壓和測(cè)量轉(zhuǎn)矩電流相結(jié)合，以失電時(shí)間與去磁時(shí)間的關(guān)系作為檢測(cè)不同電氣量的判斷標(biāo)準(zhǔn)。該方法無(wú)需增加額外的硬件裝置，可以跟蹤到風(fēng)機(jī)的任意轉(zhuǎn)速，可靠性高，而且設(shè)置簡(jiǎn)單。

1 基于失電時(shí)間的轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)方法

1.1 計(jì)算去磁時(shí)間

異步電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子中存在低頻電流。失電后由于轉(zhuǎn)子電阻的存在，轉(zhuǎn)子電流逐漸衰減，定子感應(yīng)電壓隨之衰減，從斷電到剩磁電壓衰減到接近于零（根據(jù)測(cè)量設(shè)備的精度，可設(shè)置為1%UN）的這段時(shí)間稱為去磁時(shí)間tqc。去磁時(shí)間主要與運(yùn)行頻率和電機(jī)功率有關(guān)，運(yùn)行頻率越高去磁時(shí)間越短，電機(jī)功率越大去磁時(shí)間越長(zhǎng)。去磁時(shí)間為

其中，系數(shù)k可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)擬合得出。

1.2 檢測(cè)剩磁電壓

失電時(shí)間小于tqc時(shí)，采用檢測(cè)定子剩磁電壓的跟蹤方法。當(dāng)定子失電時(shí)，轉(zhuǎn)子電流不會(huì)立即減小到零，在衰減的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相同的旋轉(zhuǎn)并衰減的氣隙磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)速與磁通的乘積得到感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，定子側(cè)將會(huì)感應(yīng)出包含轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信息的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量定子電壓的頻率f即可推算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n，即

1.3 測(cè)量定子轉(zhuǎn)矩電流

失電時(shí)間大于tqc時(shí)，采用基于轉(zhuǎn)矩電流的跟蹤方法。tqc時(shí)間段外，定子電壓和電流均接近于零，因此需要外加激勵(lì)產(chǎn)生可測(cè)的且含有轉(zhuǎn)速信息的電氣量，從而判斷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小。本文采用在定子側(cè)施加測(cè)試電壓，以定子電壓矢量定向，測(cè)量定子電流的轉(zhuǎn)矩分量，直至轉(zhuǎn)矩分量接近于零，此時(shí)，測(cè)試電壓頻率對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速即為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

為防止電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，使變頻器電容電壓泵升過(guò)壓，故搜索過(guò)程從高于電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率起，考慮所有可能性取最高50 Hz，故搜索頻率從50 Hz向0 Hz變化。同時(shí)，搜索電壓產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不能大幅度改變電機(jī)原有的工作狀態(tài)，也不能使定子電流過(guò)大，因此電壓幅值約為10%UN，實(shí)際運(yùn)用時(shí)可根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小做相應(yīng)調(diào)整。

按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的mt坐標(biāo)系中的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為

因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鏈Ψr恒定時(shí)，可認(rèn)為電磁轉(zhuǎn)矩與定子電流轉(zhuǎn)矩分量it成正比，it反映出電磁轉(zhuǎn)矩的大小和方向。

但按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的方法分解定子電流時(shí)，要測(cè)量轉(zhuǎn)子磁鏈的相位角φ。但重啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鏈的初始相角并不確定，也無(wú)法測(cè)量，因此，重啟動(dòng)時(shí)計(jì)算定子電流轉(zhuǎn)矩分量并不能直接以轉(zhuǎn)子磁鏈定向。本文采用以定子電壓矢量定向的方法，即令t軸與定子電壓矢量重合，近似求得轉(zhuǎn)矩電流。

感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型中，由于定子阻抗較小，相對(duì)于定子感應(yīng)電勢(shì)可以忽略，即同時(shí)，定子漏抗也很小，可近似認(rèn)為定子磁鏈即為氣隙磁鏈。感應(yīng)電機(jī)的矢量圖可以簡(jiǎn)化為圖1所示，其中和定子電壓矢量同向，將產(chǎn)生有功功率，可近似認(rèn)為是定子電流的轉(zhuǎn)矩分量。

圖1 感應(yīng)電機(jī)近似矢量圖Fig.1 Approximate vector diagram of induction motor

圖2 風(fēng)機(jī)定子電流矢量分解示意圖Fig.2 Diagram of fan stator current vector decomposition

由圖2可得：

開(kāi)始輸入測(cè)試電壓的時(shí)刻設(shè)為t0，高壓變頻器接收的參數(shù)為電壓幅值U和頻率 f,t0時(shí)刻初始相角為θ0，則

計(jì)算出轉(zhuǎn)矩電流it后，便可根據(jù)其大小和正負(fù)判斷是否跟蹤到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。理論上，如果測(cè)試電壓頻率對(duì)應(yīng)的同步速恰好與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相同，則異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率為零，不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，即轉(zhuǎn)矩電流為零。

但實(shí)際上，由于采用的是定子電壓矢量定向，忽略了定子阻抗壓降和定子漏抗的作用，并且轉(zhuǎn)矩電流的測(cè)量中存在濾波環(huán)節(jié)造成的延時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)中也有測(cè)量誤差和外界干擾，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)矩電流接近于零時(shí)即可認(rèn)為跟蹤到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?？稍O(shè)定一個(gè)轉(zhuǎn)矩電流閾值I0，當(dāng)轉(zhuǎn)矩電流下降到閾值時(shí)，即可認(rèn)為轉(zhuǎn)速跟蹤成功。

1.4 逐級(jí)升壓再啟動(dòng)

再啟動(dòng)階段：設(shè)當(dāng)轉(zhuǎn)矩電流達(dá)到閾值時(shí)，測(cè)試電壓的頻率為 fc，幅值為10%UN。該幅值只能使電機(jī)產(chǎn)生可測(cè)的轉(zhuǎn)矩電流，提供轉(zhuǎn)速信息，不能改變電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，要使電機(jī)能夠盡快恢復(fù)到原有工作狀態(tài)，需要提升壓頻比。但若將壓頻比瞬時(shí)恢復(fù)至額定值，會(huì)出現(xiàn)定子過(guò)電流的情況。本文方法中令壓頻比逐級(jí)上升。設(shè)Δf為目標(biāo)頻率 fN與重啟動(dòng)初始頻率 fc之差，則頻率增加（0～10%）Δf,（10%～20%）Δf,（20%～30%）Δf期間，壓頻比分別為正常值的50%，80%，90%，之后恢復(fù)正常的壓頻比，并升壓至目標(biāo)值。

因此，轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)的實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)方法流程圖Fig.3 Flow chart of flying restart

2 仿真與分析

2.1 主電路仿真

針對(duì)本文提出的方法，進(jìn)行了Matlab的仿真驗(yàn)證。主電路由三相交流電源、高壓變頻器、三相斷路器和風(fēng)機(jī)負(fù)載組成，控制電路根據(jù)不同的工作階段分別仿真。

單元級(jí)聯(lián)型多電平高壓變頻器是高壓變頻器中廣泛應(yīng)用的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有控制簡(jiǎn)單、可靠性高、諧波小的優(yōu)點(diǎn)［9］。本仿真中的6 kV高壓變頻器采用該拓?fù)?，同時(shí)采用以｛-24°，-12°，0°，12°，24°｝為移相角構(gòu)成的多重移相變壓器，減少了對(duì)電網(wǎng)側(cè)的諧波污染［10］，整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 級(jí)聯(lián)型高壓變頻器結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Structure diagram of the cascaded multicell high-voltage inverter

5級(jí)功率單元采用多重移相SPWM調(diào)制，每相需5路形狀完全相同但相角依次相差Ts/5（Ts為三角載波周期）的三角載波和2路幅值相同、相位相反的正弦調(diào)制波。正弦調(diào)制波由2個(gè)參數(shù)控制：調(diào)制比m和正弦波頻率f。則Ut=m,Um=0,通過(guò)Park逆變換和Clarke逆變換得到調(diào)制波［uAuBuC］T。

輸入不同m和f即可給電機(jī)輸入變頻電源，輸出波形如圖5所示。由于多電平輸出，電壓波形非常接近正弦波，并且電壓越大，正弦度越高。

圖5 高壓變頻器輸出電壓波形Fig.5 Output voltage waveforms of high voltage frequency converter

三相斷路器用于在電源電壓下降到65%UN以下時(shí)，斷開(kāi)高壓變頻器與負(fù)載的連接。

風(fēng)機(jī)負(fù)載采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。額定功率2 900 kW，額定電壓6 kV，定子電阻0.063 1 Ω，定子電感5.964 8 mH，轉(zhuǎn)子電阻3.684 9 Ω，轉(zhuǎn)子電感5.964 8 mH，勵(lì)磁電感0.258 16 H，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量300 kg·m2，2對(duì)極。風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的平方成正比，因此本仿真中設(shè)TL=4.5×10-3×n2。

2.2 轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)控制系統(tǒng)仿真與分析

2.2.1 檢測(cè)剩磁電壓的仿真與分析

當(dāng)失電時(shí)間小于tqc時(shí)，采用檢測(cè)定子剩磁電壓的跟蹤方法?？刂齐娐穼?duì)定子剩磁電壓進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)，將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，測(cè)量方波上升沿和下降沿的時(shí)間差，便可求得方波的頻率，再根據(jù)式（1）推算出電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。仿真電路圖如圖6所示。

圖6 檢測(cè)剩磁電壓仿真電路圖Fig.6 Simulation circuit diagram of detecting the remanence voltage

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、剩磁電壓和用于測(cè)頻率的方波波形如圖7所示，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速自由下降，剩磁電壓的幅值和頻率均相應(yīng)減小。

圖7 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、定子剩磁電壓及對(duì)應(yīng)方波波形圖Fig.7 Waveforms of fan speed，stator remanence voltage and corresponding square wave

取不同的時(shí)刻，計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并與仿真測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較，結(jié)果如表1所示。可以看出，檢測(cè)剩磁電壓測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的精度較高，誤差很小。

表1 剩磁電壓法下搜索轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)比Tab.1 Search speed compared with the actual speed under the remanence voltage method

2.2.2 測(cè)量轉(zhuǎn)矩電流的仿真與分析

當(dāng)失電時(shí)間大于tqc時(shí)，采用測(cè)量轉(zhuǎn)矩電流的跟蹤方法。本仿真中，1～2 s變頻器由于電網(wǎng)電壓下降，閉鎖輸出，電機(jī)轉(zhuǎn)速自由下降，在此期間剩磁電壓衰減完畢。2～4 s變頻器輸出幅值為10%UN，頻率由50 Hz向0 Hz變化的測(cè)試電壓，測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流，直至轉(zhuǎn)矩電流小于閾值6 A（約為空載電流的10%），此時(shí)，搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。仿真電路圖如圖8所示。

圖8 測(cè)量轉(zhuǎn)矩電流仿真電路圖Fig.8 Simulation circuit diagram of detecting the torque current

輸出結(jié)果如圖9所示，從圖中可以清晰看出，當(dāng)測(cè)試電壓對(duì)應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速逐漸接近轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)，定子轉(zhuǎn)矩電流也逐漸接近閾值。

圖9 變化的測(cè)試電壓下定子轉(zhuǎn)矩電流變化情況圖Fig.9 Change trend of stator torque current under the metabolic test voltage

當(dāng)電機(jī)失電轉(zhuǎn)速不同時(shí)，搜索到的轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的誤差大小也不同。在搜索速度均為25 Hz/s時(shí)，對(duì)比情況如表2所示。

表2 不同失電轉(zhuǎn)速下搜索轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)比Tab.2 Search speed compared with the actual speed under different losing electricity speed

從表2中可得，該方法能有效捕捉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，失電轉(zhuǎn)速為中高轉(zhuǎn)速時(shí)，誤差較小，但在失電轉(zhuǎn)速較低時(shí)，受定子電阻影響較大，誤差較大。因此速度搜索必須考慮下限頻率，當(dāng)搜索頻率低于下限頻率可認(rèn)為電機(jī)處于靜止，終止速度搜索，將啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)為常規(guī)模式。

同時(shí)，由于檢測(cè)和濾波環(huán)節(jié)的延遲及電壓電流諧波的存在，轉(zhuǎn)矩電流閾值的設(shè)置將在很大程度上影響測(cè)量誤差的大小。經(jīng)仿真，閾值設(shè)置在約空載電流的10%時(shí)，誤差可接受。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)設(shè)置合適的轉(zhuǎn)矩電流閾值。

當(dāng)搜索電壓頻率變化的速度不同時(shí)，搜索到的轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的誤差大小也不同。在失電轉(zhuǎn)速均為1 073 r/min時(shí)，對(duì)比情況如表3所示。可明顯看出，搜索速度越慢，搜索精度越高，但搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的時(shí)間就越長(zhǎng)。實(shí)際使用過(guò)程中，要結(jié)合生產(chǎn)要求，綜合選擇搜索速度。

表3 不同搜索速度下搜索轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)比Tab.3 Search speed compared with the actual speed under different search speed

轉(zhuǎn)速搜索成功后進(jìn)入再啟動(dòng)階段，本仿真采用漸進(jìn)壓頻比升壓法，在搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后，壓頻比由搜索時(shí)的10%，逐步上升至50%，80%，90%進(jìn)行磁化，最終到達(dá)額定壓頻比。該方法有效保證了啟動(dòng)電流不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象。全過(guò)程中風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及定子電壓電流的波形如圖10所示，可見(jiàn)該方法下，定子電流較為穩(wěn)定。

圖10 轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)方法下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及定子電壓電流的典型波形圖Fig.10 The typical waveforms figure of fan speed，stator voltage and current using flying restart

2.2.3 轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)輸出的影響

風(fēng)機(jī)的輸出流量與其轉(zhuǎn)速成正比，輸出壓力與其轉(zhuǎn)速的平方成正比。輸出流量與輸出壓力的變化趨勢(shì)如圖11所示。從斷電到恢復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)的整個(gè)過(guò)程中，輸出流量和輸出壓力存在最小值，且該最小值和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、斷電時(shí)間有關(guān)。相同條件下，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，最小值越大；斷電時(shí)間越長(zhǎng)，最小值越小。

圖11 風(fēng)機(jī)輸出流量與輸出壓力的變化趨勢(shì)Fig.11 The tendency of the fan output flow and pressure

采用該功能后，要對(duì)機(jī)組調(diào)控方式做出一定的修改。不能完全以變頻器或風(fēng)機(jī)的啟停信號(hào)作為FSSS的控制信號(hào)，而是加入風(fēng)量等性能指標(biāo)為考核參數(shù)，在合格范圍內(nèi)則不啟動(dòng)RB。同時(shí)，在停電和重啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)，風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)不可調(diào)控，因此，火電機(jī)組的控制系統(tǒng)要將風(fēng)機(jī)的輸出量作為控制命令，協(xié)調(diào)機(jī)組其他設(shè)備的工作狀態(tài)，穩(wěn)定整個(gè)火電機(jī)組出力。

3 結(jié)論

本文針對(duì)火電廠風(fēng)機(jī)系統(tǒng)無(wú)速度傳感器V/f控制的高壓變頻器，提出了一種按失電時(shí)間分別測(cè)量定子剩磁電壓或定子電流矢量分解的轉(zhuǎn)速估算方法，并實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)。仿真表明，該方法能有效搜索到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)再啟動(dòng)過(guò)程平滑穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，避免對(duì)鍋爐等設(shè)備造成過(guò)大影響。在斷電時(shí)間較短、轉(zhuǎn)速變化較小的情況下，風(fēng)機(jī)輸出流量和輸出壓力甚至能基本保持不變，機(jī)組出力基本保持平穩(wěn)。

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Solution of Low Voltage Ride Through of Fan System in Thermal Power Plant

YA0 Xinyang1，HUANG Xueliang1，WANG Zhengqi1，GU Wen2，JIANG Chen2，TANG Yiming2
（1.School of Electrical Engineering，Southeast University，Nanjing 210096，Jiangsu，China；2.Jiangsu Frontier Electric Technology Co.，Ltd.，Nanjing 211102，Jiangsu，China）

In order to realize flying restart，a new speed estimation method based on stator residual magnetism voltage or the vector decomposition of stator current determined by power losing time was proposed，which aimed at high-voltage inverter using speed sensorless V/f control in thermal power plant fan system.Then，the whole system was simulated and analyzed by Matlab.Study shows that this method can track the fan speed precisely in 1～2 s and make the speed return to normal fast.Low voltage ride through is achieved and thermal power unit downtime or widespread power outages caused by the converter low voltage protection is prevented.

fan system；high-voltage frequency converter；speed sensorless；flying restart；low voltage ride through

TM921

A

10.19457/j.1001-2095.20161012

2015-09-10

修改稿日期：2016-03-10

江蘇省電力公司科技項(xiàng)目（J2015007）

姚新陽(yáng)（1991-），女，碩士在讀，Email：yxy19911005@163.com