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随着我国西南水电资源的开发利用,电网结构越来越复杂,电力系统远距离输电和大型乃至巨型水轮发电机组逐渐应用普及,带来了许多理论问题和技术问题。对于电网运行管理来说,线路输送距离增加和电压等级提高,使电网中的电容电流和容性无功功率增加。通过无功补偿装置调整系统电压有诸多弊端,而应用发电机组进相运行吸收电网过剩无功是较为经济和简便的方式。
对于发电厂运行管理来说,大型水轮发电机组的进相运行能力受到多种因素制约,研究发电机吸收无功功率的能力、进相运行的边界条件、进相运行控制规律具有一定的理论意义和实用价值。
首先,该论文介绍了国内700MW以上级别大型水轮发电机组的发展背景,向家坝800MW级水轮发电机的投运情况,国内外发电机进相运行的研究现状,阐述了800MW级水轮发电机进相运行能力的研究意义。
其次,该论文对凸极同步发电机的进相运行原理和分析方法进行说明,且对静态稳定极限、定子端部铁心温升、机端电压、失磁保护等限制进相运行的主要因素进行了分析,并提出了相应的解决措施。
随后,该论文以向家坝电站800MW级水轮发电机为实例,运用MATLAB/simulink软件在建立单机无穷大系统仿真模型的基础上,对发电机从迟相运行变为进相运行的过程进行了仿真,得到了发电机机端电压、电流、有功功率、无功功率、功角、转速及励磁电流随其进相深度的变化规律。
最后,该论文利用向家坝电站初期运行期进行的单机进相运行试验数据,结合进相运行仿真试验和三峡电站单机进相试验数据进行了对比分析,对800MW级水轮发电机进相稳定运行提供了参考依据。