项目负责人: 翁祖星
技术要点本项目以海上油田开采项目中的远距离变频驱动系统为研究对象,考虑工程应用实际,探究针对远距离变频驱动系统过电压等问题的解决方案,包含以下技术要点:对于电压信号的基频部分,由于电缆距离过长,线路损耗明显,导致变频器端电压信号经过较大损耗后到达海底电机端时,压降较大,影响电机的实时控制性能,甚至导致海底电机无法正常启动,本项目拟在控制算法上对电缆首端电压进行补偿,以克服长电缆带来的电压损耗问题;传统电压源型变频器输出电压脉冲信号的高频部分,由于线路参数必须按照分布式参数建模,电压电流在线路中的传播过程构成“波过程”,因此在电机端线路参数发生突变处会产生“波反射”,电压脉冲信号传递至电机端时产生“行波叠加”,导致电机端电压脉冲信号发生高频阻尼振荡,负载阻抗越大振荡越明显,进而引发过电压问题,危及系统安全,损耗电机寿命。本项目拟采用电流源型拓扑结构,研究针对此拓扑的开环控制策略,同时分析此拓扑结构下的过电压问题及方案。
应用前景所取得成果主要应用于远距离变频驱动系统经济效益成果预期在效率、电能质量和功率密度方面突破当前阻碍微电网电能变换和海洋风力发电发展的关键技术,掌握其核心技术,在提高效率的同时增强系统运行的稳定性,有利于孵化电力电子高端装备产业转化,促进能源产业转型升级。成果可应用于工程实践借鉴,为解决远距离驱动系统过电压问题,减小绝缘设备损耗,增加电机等设备使用寿命。社会效益项目注重研制开发具有自主知识产权、适用于实际工程应用的核心装备,致力于高校先进理论与产业界工程实践能力的深度融合,切实有效推进关键理论和核心技术的成果转化。该成果所研究的适用于微电网电能变换和海洋风力发电的关键控制技术,助力新旧动能转换,有利于发展海洋经济,提高对海洋风能的利用程度,进而提高风力发电占比,为能源结构调整优化提供一定的技术支撑,为降低火电占比(2018年全国为71.0%,山东省为95.7%),实现能源、环境可持续发展提供动力。环境效益解决海洋风力发电关键技术问题有助于提高海洋风能利用率,优化我国能源消费结构,从而缓解我国化石能源的传统发展方式带来的严重的能源和环境问题,减少污染。该成果所提海洋风电变流器多目标优化及控制策略可促进大规模海洋风电产业的发展,对建设友好型新时代能源体系具有十分重要的意义。
无政策风险