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中文翻译
一Theinterductionofsteady-StateCharacteristics
一稳态特性的介绍
thespeed-torquecharacteristicisquitelineararoundsynchronousspeed.Iftherotorspeedisbelowsynchronousspeed,theinductionmachineisoperatingasamotorandiftherotorspeedisabovesynchronousspeed,theinductionmachineisrunningasagenerator.
转速-扭矩在同步转速中的特点是非常线性的。
如果转子速度低于同步转速,感应机操作作为一个电动机,如果转子速度高于同步转速,感应机运行作为一个发电机。
themechanicalpowerandthemechanicaltorquearegivenbytheslip,rotorresistanceandtherotorcurrent.Thespeed-torquecharacteristicoftheinductionmachineisquitelineararoundsynchronousspeed.
机械功率和机械转矩是由滑动,转子电阻和转子电流形成的。
感应机的转速-扭矩特性在同步转速中相当于线性特性。
thetorqueisproportionaltotheinverseoftherotorresistance.Thisimpliesthatitispossibletohaveexternalrotorresistancesconnectedinserieswiththeexistingrotorresistancesofawound-rotorinductionmachine.Bychangingthevalueoftheexternalrotorresistanceitispossibletochangetheslopeofthespeed-torquecharacteristic.Onedisadvantagewiththismethodisthatitisonlypossibletoincreasetheslipusingtheexternalrotorresistances.Thisimpliesthatiftheinductionmachineisrunningasamotor,thenanincreasedrotorresistancewilldecreasetherotorspeed.Ontheotherhand,iftheinductionmachineisrunningasagenerator,theniftherotorresistanceincreases,therotorspeedwillalsoincrease.
转矩与转子电阻的倒数成正比。
这表明它可能有外部串联的转子电阻与现有转子绕组感应机的转子电阻串联。
通过改变外部转子电阻的值可以改变转速-扭矩特性的斜率。
这种方法的一个缺点是,它只能通过使用外部转子电阻增加滑动。
这表明如果感应机以电动机的方式运行,那么转子电阻增加,转子速度将会降低。
另一方面,如果感应机以发电机的方式运行,那么转子电阻增加,转子转速也将增加。
Beforesemiconductorswereavailable,onewayofadjustingtheslipwastointroduceexternalrotorresistances.Theexternalrotorresistancewillcauseadditionallossesintherotorcircuit.Whensemiconductorsbecameavailableitwaspossibletorecovertheslipotherwisedissipatedintheexternalrotorresistance.
在半导体组件可用之前,调整滑动的一个方法是引入外部转子电阻。
在转子回路中外部转子电阻会造成额外的损失。
当半导体组件变得可用时,它就有可能恢复滑动否则将会消散在外部转子电阻中。
Thus,theslippowercanberecoveredintomechanicalorelectricalenergy;therefore,thismethodiscalled"slippowerrecovery."Therotorcurrentmustberectifiedwithadioderectifier.Formotoroperation,therotorcircuitwillseethedioderectifierasaresistanceandthereforethismethodwillworkapproximatelyinthesamewayasfortheexternalrotorresistances.Notethatthedioderectifiercannotbeusedingeneratoroperation.
因此,滑动功率可以恢复成机械或电气能源;因此,这种方法被称为“滑动力恢复。
“转子电流必须通过二极管整流器纠正。
对电动机运行,转子电路将二极管整流器作为一个电阻,因此,对于外部转子电阻这种方法大约工作在同样的方式下。
注意,二极管整流器不能用在发电机运行中。
Therectifiedcurrentcouldbeconvertedtomechanicalpowerusingadcmotorcoupledtotheshaftoftheinductionmotororfedbackintothegrid.SinceKramerdriverequireanextradcmotoritisofnointerest,whiletheScherbiusdriveisstillinuse.Themainadvantageofthisconfigurationcomparedtotheexternalrotorresistanceisthatthelossesoftheexternalrotorresistancecanberecovered.
通过使用被耦合到轴的感应电动机或反馈回电网中的直流电机,整流电流可以转化为机械动力。
因为克雷默驱动需要额外直流电机,所以对此是不感兴趣,然而谢尔比斯传动目前仍在使用。
与外部转子电阻相比这种配置的主要优势是损失的外部转子电阻可以恢复。
Ifbothstatorvoltageandfrequencycanbeadjustedbyaninverter,thetorque-speedcharacteristiccanbeeasilychanged.Whenthespeedisincreasedsothatthestatorvoltagereachesmaximumvoltage,thereisneedforfieldweakening,thestatorvoltageiskeptconstantwhilethefrequencyisstillincreased.
如果两个定子电压和频率可以由逆变器调节,机械特性是很容易改变的。
当速度增加以便定子电压达到最大电压,则需要有磁场减弱,定子电压保持不变而频率仍然是增加的。
二Theinterductionofdoubly-FedInductionMachines
二双馈感应机的介绍
Doubly-fedmachinescanbeusedinvariable-speedconstant-frequencyapplications,suchaswindturbines.Themainadvantageofadoubly-fedmachinecomparedtoasingly-fedforavariable-speedsystemisthereducedratingoftheconverter'spowerrating.Thereductioninpowerratingisdependentonthespeedrangeofthedrive.
双馈机可用于变速频应用,如风力涡轮机。
与单馈机相比,双馈电机的主要的优势为降低转换器评级的额定功率。
额定功率的减少依赖于驱动器的速度范围。
Thestandarddoubly-fedinductionmachineisawoundrotorinductionmachineequippedwithsliprings.Thestatorcircuitisconnecteddirectlytothegridwhiletherotorcircuitiscontrolledbyaninverterviasliprings.
标准的双馈感应机是一种装有滑环的绕线转子感应机。
定子电路是直接连接到电网,而转子电路被通过滑环的逆变器所约束。
Thecascadeddoubly-fedinductionmachineconsistsoftwodoubly-fedinductionmachineswithwoundrotors,thatareconnectedmechanicallythroughtherotorandelectricallythroughtherotorcircuits.Thestatorcircuitofoneofthemachinesisdirectlyconnectedtothegridwhiletheothermachine'sstatorisconnectedviaaninvertertothegrid.Sincetherotorvoltagesofbothmachinesareequal,itispossibletocontroltheinductionmachinethatisdirectlyconnectedtothegridwiththeotherinductionmachine.
串联双馈感应机由两个带有绕线端子的双馈异步电机组成,这是通过转子机械连接和通过转子电路电连接。
其中一个感应机的定子电路是直接连接到电网而其他机的定子是通过一个逆变器连接到电网的。
因为两台机器的转子电压都是平等的,可以控制感应机直接连接到电网通过其他感应机。
Itisdoubtfulwhetheritispracticaltocombinetwoindividualmachinestoformacascadeddoubly-fedinductionmachine,eventhoughitisthebasicconfigurationofdoubly-fedinductionmachinearrangement.Duetoalargeamountofwindings,thelossesareexpectedtobehigherthanforastandarddoubly-fedinductionmachineofacomparablerating.
有人怀疑结合两个独立的机器来形成一个级联双馈感应式电机是否实际,尽管它是双馈感应机布置中的基本配置。
对于大量的绕组,损失预计将高于标准的双馈感应电机。
三StabilityofaPowerSystem
三电力系统的稳定性
Powersystemstabilityisunderstoodastheabilitytoregainanequilibriumstateafterbeingsubjectedtoaphysicaldisturbance.threequantitiesareimportantforpowersystemoperation:
(i)anglesofnodalvoltages,alsocalledpowerorloadangles;(ii)frequency;and(iii)nodalvoltagemagnitudes.Thesequantitiesareespeciallyimportantfromthepointofviewofdefiningandclassifyingpowersystemstability.Hencepowersystemstabilitycanbedividedinto:
(i)rotor(orpower)anglestability;(ii)frequencystability;and(iii)voltagestability.
电力系统稳定性可以被理解为在受到物理干扰后能够重新获得平衡状态的能力。
有三个量对于电力系统操作是很重要的:
①角度的节点电压,也称为功率或负荷的角度;②频率;③节点电压大小。
从定义角度和电力系统稳定性分类的角度看这些量是特别重要的。
因此电力系统稳定性可分为:
①转(或功率)角稳定;②频率稳定;③电压稳定。
Aspowersystemsarenonlinear,theirstabilitydependsonboththeinitialconditionsandthesizeofadisturbance.Consequently,angleandvoltagestabilitycanbedividedintosmall-disturbanceandlarge-disturbancestability.
由于电力系统的非线性,其稳定性取决于两个初始条件和干扰的大小。
因此,转角和电压稳定性可分为小扰动和大扰动稳定性。
Powersystemstabilityismainlyconnectedwithelectromechanicalphenomena.However,itisalsoaffectedbyfastelectromagneticphenomenaandslowthermodynamicphenomena.Hence,dependingonthetypeofphenomena,onecanrefertoshort-termstabilityandlong-termstability.
电力系统稳定性主要与机电现象有关。
然而,它也受到快速电磁现象和缓慢的热力学现象的影响。
因此,这取决于现象的类型,可以参考的短期稳定和长期稳定性。
四ConnectionsofWindFarms
四风力发电场的连接
Althoughthemajorityofwindturbinesaresituatedonland,thereisagrowingdemandforwindturbinestobeplacedoffshorewithsomelargewindfarmsnowoperational.Thisdoesnotmeanthatoffshoresitesarealwaysbetterthanthoseonshore,assomeonshoresiteshavebetterwindregimesthansitesoffshore.
虽然大多数的风力涡轮机坐落在陆地上,但对于风力涡轮机放置与一些大型风电场离岸现场操作的需求也不断增加。
这并不意味着海上位置不如陆上好,主要是因为一些陆上位置比海上位置有更好的风能源。
Acommonproblemtoalloffshoreenergyconversionsystemsistheelectricalcableconnectiontotheonshoresubstation.andthisthenraisesdistanceissuesbecauseallACcableshavehighcapacitanceandthelinechargingcurrentforlongcablerunscanbeveryhigh.whileanumberofindependentcablerunsmaybenecessaryinordertotransmittherequiredpowerfromanoffshorewindfarm.
对于所有离岸能源转换系统,一个常见的问题是电力电缆连接到陆上变电所。
这就产生了距离的问题,因为对于长电缆运行,所有的交流电缆有高电容且线充电电流可以非常高。
而为了传输从海上风电场所必需的电力,大量独立的电缆运行可能是十分必要的。
BecauseofthelargecablecapacitanceACcablesarecurrentlylimitedtoadistanceundertheseaofabout100-150kmwiththemaximumratingofthree-coresubmarinecablescurrentlybeingabout200MWat145kV,althoughlargerratingsareunderdevelopment.Generallytheoutputsofanumberofturbinesarecollectedtogetheratanoffshoresubstationforonwardtransmissiontoshore.Oncetheoutputofanumberofturbineshasbeencollected,analternativetoACtransmissiontoshoreistouseDCtransmission.NewDCtransmissiontechnologyusesIGBTvoltagesourceconvertersatthesendingend(andpossiblyalsoatthereceivingend)allowingtotalcontrolatthesendingend.Forhigherpowers,conventionalDCtechnologyusingGTOscanbeused.
由于大型电缆电容交流电缆目前仅限于距离海底约100-150公里的距离,虽然高等级的电缆正在开发之中,但目前最大额定值的三芯海底电缆约200兆瓦,145千伏,。
一般情况下,为进一步传播到岸上大量涡轮机的输出将岸上的变电所的电能收集起来。
一旦这些数量的涡轮机的输出电能被收集起来,使用直流输电来替代交流传输到岸上。
新的直流传输技术使用IGBT电压源转换器在发送端(还可以在接收端)来实现在发送端完全控制。
对于更高的能力,使用门电路切断开关的传统的直流技术也可以被使用。
CurrentlyoffshorewindfarmsaresufficientlyclosetoshorethatACcablescanbeused,althoughanumberofcablesmaybenecessarytotransmittherequiredpower.Onepracticalpointtonoteisthatthedistancetoshorealsoincludestheshore-basedcableruntotheshoresubstation.Insomesituationsthiscanbesubstantial.
目前海上风力发电场足够接近岸边,从而交流电缆也可以被使用,尽管大量的电缆可能需要传输所需的功率。
但一个需要注意的实用点是,到岸边的距离还包括岸基电缆运行到岸边变电所的距离。
在一些情况下这可能是实质性的观点。
Theproblemsassociatedwithtransferringelectricalpowertoshorefromoffshorewindfarmsisalsofacedbytidalstreamgeneratorsandwavegenerators.Tidalstreamgeneratorstendtoberelativelyclosetoshore,althoughlayingcablesinthestrongcurrentswheretheseturbinesaresituatedisnotstraightforward.Waveenergyisinitsinfancywiththelargeamountsofresourceavailable.Harnessingthisenergyandtransferringittoshoreposesasignificantchallenge.
与从海上风电场将电功率转移到岸上有关的问题也面临着潮汐流发电机和波发生器。
尽管在强大的电流状态下在涡轮机所在的位置敷设电缆并不简单,但潮汐流发电机往往相对靠近海岸。
波能量处于起步阶段其中有大量的可用资源。
利用这种能量和转移上岸构成了重大挑战。
五InfluenceofWindGeneratorsonPowerSystemStability
五风力发电机的电力系统的稳定性的影响
Thesynchronousgeneratorisstifflyconnectedtothepowersystemandexhibitsaninherentlyoscillatoryresponsetoadist
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