5．对实际系统的仿真分析

　　应用该模型对实际双馈调速系统进行仿真分析以验证模型的合理性。该双馈调速系统是中国环流器2号(HL-2A)的环向场电源供电系统。由两套80MVA交流脉冲发电机组组成。每套机组由同轴的一台6kV 2500kW 4极绕线式异步电动机，一个飞轮，一台隐极式、4极、双Y相移30º的3kV 80MVA脉冲同步发电机和一台励磁发电机组成，系统GD2为287 t·m2。环向磁场供电电源的工作原理是，由电动机以低功率拖动整个轴系转到高转速，将电网电能转化成轴系的转动动能，然后对发电机进行快速励磁并进行适当控制，发电机通过变流器以大功率放电，同时伴随着轴系转速迅速下降，轴系的转动动能转化为电能放出。

　　为增加该供机组的储能与释能，为这两套机组的电动机配备了在转子侧进行变频调速的交-交变频器，以使电动机以双馈调速的方式将机组超同步运行至1650rpm。机组的启动过程是，先由盘车机构盘动到2rpm，从2rpm到1476rpm则由电动机并借助液体电阻滑差调节器来完成，当转速稳定在1476rpm时，将转子从液体电阻切换到交-交变频器，电动机以双馈变频调速的方式将机组继续加速至1650rpm。

　　已知实际系统的电动机参数为：定、转子额定电压6000、1640伏，额定电流284、933安，额定转速1476rmp。仿真中将转速给定设为1515rmp，要求升速过程中定转子电流、力矩为额定值，定子侧功率因数95%以上。因为受仿真时间与计算机内存、仿真模型大小的限制，每次仿真时间最多可设为6秒钟，因此只仿真了从1476~1477rmp、1498.5~1500.5rmp两段，借此说明投入变频器和超同步两段过程。仿真的结果如下图所示：(以下仿真图形的纵轴均以秒为时间单位)

                  
　　从图9-11可以观测到0.6秒时转子电流、电磁转矩升到0.7（标幺值），1秒钟时升到1，并保持该转矩加速。在超同步过程中定、转子电流和转矩仍保持在额定值1并测得定、转子电流幅值为390安、1280安，与实际系统的定、转子幅值401安、1319安非常接近，从图12可以看出定子绕组的电流、电压其相位几乎一致，说明功率因数很高。这些验证了该模型的正确性与参数选择的合理性。

　　HL-2A装置的极向场供电电源的结构与环向场的类似，该套机组原产日本，设计额定转速就是3600rpm、电动机工作频率60Hz，但在我国的电网条件下只能运行在最高转速2991rpm，为充分利用该套机组的容量，也拟为其配备类似的变频装置，所以这套双馈调速系统的建模及仿真分析对125 MVA机组的双馈调速系统容量等选取来说具有直接的指导意义。

结束语

　　Matlab是当今广泛使用的仿真工具但实际使用中也会遇到一些诸如联接不匹配的问题，应分析具体的原因找出解决的办法。本文中的措施是行之有效的。

　　双馈变频调速系统可以有效提高定子侧功率因数到1，另外双馈变频调速所需变频器容量相对较小，在变频器输出频率不高的场合有很高的应用价值。

　　这套双馈调速系统模型对研究类似的问题有一定的参考价值，仿真的结果可作为系统设计的参考，如变频器容量、变频器的供电电压、电抗器的值、加速转矩等有关量的设计。