Suuritehoisen taajuusmuuttajan verkkoliityntä voimantuotannossa

Abstract

Taajuusmuuttajien käyttäminen alkaa olla kannattavaa yhä useammissa sovelluksissa ja yhä suuremmilla tehoilla. Tässä diplomityössä tutkitaan taajuusmuuttajatekniikan nykyistä käytettävyyttä kymmenien megawattien tehoisissa voimantuotantolaitoksissa. Tutkimuksen kohteina ovat taajuusmuuttajia koskevat nykyiset ja tulevat verkkovaatimukset Euroopassa sekä suuritehoisten jännitevälipiirillisten taajuusmuuttajien tekniset ratkaisut. Diplomityössä tutkitaan myös monipulssimenetelmien vaikutuksia taajuus-muuttajan avulla verkkoon liitettävien generaattoreiden tehoon ja verkkovirran yliaaltoihin. Työn tuloksena esitellään tulevat verkkomääräykset taajuusmuuttajakäyttöisille voima-laitoksille Euroopan alueella. Työssä vertaillaan myös suuritehoisten jännitevälipiirillisten keskijännitetaajuusmuuttajien tekniikkaa pienitehoisten pienjännitetaajuusmuuttajien tekniikkaan ja pohditaan keskijännitetekniikan etuja. Kolmannessa osiossa esitellään luodut Fourierin yhtälöt kahteen eri monipulssijärjestelmään. Lopuksi esitetään esimerkkejä taajuusmuuttajan käytön mahdollisista hyödyistä matalan putouksen vesivoimalaitoksessa.

Utilization of frequency converters is beginning to be beneficial in variety of high power applications. In this thesis employing frequency converters in megawatt-class power generation is studied. Present and future grid codes concerning frequency converters in Europe are examined. High power voltage source frequency converter technology is studied in this thesis. The effects of multi pulse methods on generator power and network current ripple are also examined. Future grid code demands regarding frequency converters are presented in thesis. Technical differences of high power and low power voltage source frequency converters are also presented. The working principle of multi pulse methods is introduced and finally some application examples are given.