本文關(guān)鍵詞：限流式統(tǒng)一潮流控制器樣機設(shè)計與實驗

  更多相關(guān)文章： 限流式統(tǒng)一潮流控制器 工作原理 拓?fù)鋬?yōu)化 仿真研究 保護系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 實驗系統(tǒng) 樣機實驗

【摘要】：電力系統(tǒng)經(jīng)過不斷的變革和發(fā)展,已經(jīng)進入了高速發(fā)展的階段,其在發(fā)展的同時對系統(tǒng)提出了更高的要求。限流式UPFC作為兼顧線路輸電能力、系統(tǒng)穩(wěn)定運行和限制系統(tǒng)短路電流水平的新一代柔性交流輸電裝置,受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,重點研究限流式UPFC在樣機設(shè)計中的關(guān)鍵問題。首先,討論傳統(tǒng)UPFC、限流式UPFC及其優(yōu)化拓?fù)涞睦碚摶A(chǔ)。分析討論了傳統(tǒng)UPFC的工作原理和數(shù)學(xué)模型,及其對輸電系統(tǒng)功率特性的影響。接著討論本課題組提出的具有短路限流功能的限流式UPFC,詳細分析了其限流動態(tài)過程,并由此建立其數(shù)學(xué)模型。在上述基礎(chǔ)上分別提出基于諧振關(guān)斷控制、基于故障電流控制和基于模塊化多電平換流器的限流式UPFC,它們分別能夠加快故障后的切斷速度、控制短路電流以及提升輸出波形質(zhì)量等,并進行了對比仿真研究。同時討論了限流式UPFC對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響,并在三機九節(jié)點系統(tǒng)中進行仿真。其次,討論限流式UPFC實驗樣機設(shè)計中保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的設(shè)計。詳細分析了限流式UPFC在實際工程應(yīng)用中不加保護系統(tǒng)可能出現(xiàn)的啟動進線過流和串聯(lián)側(cè)輸出過壓的問題,并針對上述潛在風(fēng)險,設(shè)計了自動動作、沒有時延的進線過流保護電路和輸出過壓保護電路,分別進行了對比仿真和實驗,驗證保護電路的重要性以及可靠性；以三相對稱系統(tǒng)的空間矢量為基礎(chǔ),分別推導(dǎo)了三相靜止坐標(biāo)系的兩相靜止坐標(biāo)系(ap坐標(biāo)系)表示與克拉克(Clark)變換、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(dq坐標(biāo)系)表示與派克(Park)變換、相應(yīng)坐標(biāo)系下的三相瞬時功率表示以及三相鎖相環(huán)技術(shù)等理論,以上述理論為基礎(chǔ),討論了限流式UPFC基于雙環(huán)控制的換流站級控制和基于SPWM和SVPWM的閥組級控制。討論了FCL模塊的續(xù)流、逆變以及逆變續(xù)流混合這三種瞬斷控制方式及它們的優(yōu)缺點,并分析了兩者在啟動、正常運行、故障限流、停機等工作狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制策略,以保證裝置的穩(wěn)定運行。最后,以10kV實驗樣機為例討論了限流式UPFC實驗系統(tǒng)的設(shè)計,對限流式UPFC中的關(guān)鍵設(shè)備直流電容和限流電抗的參數(shù)設(shè)計進行了綜述,提出了省去一側(cè)電源和一個大功率系統(tǒng)阻抗的環(huán)形系統(tǒng)接線,按照實驗站場地設(shè)計了現(xiàn)場安裝與系統(tǒng)硬件布局圖,對用于了解裝置運行狀態(tài)和控制裝置運行的人機交互系統(tǒng)進行了簡介,提出樣機實驗大綱以指導(dǎo)實驗流程,按照試驗大綱分別對啟動并網(wǎng)、并聯(lián)側(cè)無功功率調(diào)節(jié)、潮流調(diào)節(jié)和短路故障進行實驗驗證和分析,實驗結(jié)果驗證了限流式UPFC的性能以及設(shè)計的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：限流式統(tǒng)一潮流控制器 工作原理 拓?fù)鋬?yōu)化 仿真研究 保護系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 實驗系統(tǒng) 樣機實驗
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.2
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 1 緒論14-23
• 1.1 輸電技術(shù)的發(fā)展及面臨的挑戰(zhàn)14-15
• 1.2 柔性交流輸電技術(shù)15-18
• 1.2.1 概述15-16
• 1.2.2 統(tǒng)一潮流控制器16-18
• 1.3 短路限流技術(shù)18-21
• 1.3.1 概述18-19
• 1.3.2 橋式固態(tài)限流器19-21
• 1.4 本文的主要工作21-23
• 2 UPFC工作原理與數(shù)學(xué)模型23-38
• 2.1 傳統(tǒng)統(tǒng)一潮流控制器23-27
• 2.1.1 工作原理23-24
• 2.1.2 潮流控制特性24-27
• 2.2 限流式統(tǒng)一潮流控制器27-29
• 2.3 限流式UPFC的幾種優(yōu)化方案29-35
• 2.3.1 基于諧振關(guān)斷控制的限流式UPFC30-31
• 2.3.2 基于故障電流控制的限流式UPFC31-33
• 2.3.3 基于模塊化多電平換流器的限流式UPFC33-35
• 2.3.4 UPFC優(yōu)化方案的對比35
• 2.4 限流式UPFC對電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的仿真研究35-38
• 3 限流式UPFC的保護系統(tǒng)設(shè)計38-45
• 3.1 過流過壓分析38-40
• 3.2 進線過流保護電路設(shè)計40-41
• 3.3 輸出過壓保護電路設(shè)計41-43
• 3.4 實驗與仿真研究43-45
• 4 限流式UPFC的控制系統(tǒng)設(shè)計45-70
• 4.1 控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)45
• 4.2 統(tǒng)一潮流控制器部分45-65
• 4.2.1 基礎(chǔ)理論46-53
• 4.2.2 系統(tǒng)級和換流器級控制53-59
• 4.2.3 閥組級控制59-65
• 4.3 限流器部分65-68
• 4.3.1 續(xù)流瞬斷模式66
• 4.3.2 逆變瞬斷模式66-67
• 4.3.3 逆變續(xù)流混合瞬斷模式67-68
• 4.3.4 三種模式特性分析68
• 4.4 協(xié)調(diào)控制68-70
• 5 限流式UPFC的實驗系統(tǒng)設(shè)計70-76
• 5.1 關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)設(shè)計簡述70-71
• 5.2 系統(tǒng)接線與布局71-72
• 5.3 人機交互系統(tǒng)設(shè)計簡介72-73
• 5.4 實驗大綱73-76
• 5.4.1 正常調(diào)試與實驗73-74
• 5.4.2 短路調(diào)試與實驗74-76
• 6 樣機實驗與分析76-80
• 6.1 啟動并網(wǎng)實驗76
• 6.2 并聯(lián)側(cè)定無功功率調(diào)節(jié)實驗76-77
• 6.3 潮流調(diào)節(jié)實驗77-78
• 6.4 模擬短路實驗78-80
• 7 總結(jié)與展望80-82
• 7.1 本文工作總結(jié)80
• 7.2 展望80-82
• 參考文獻82-88
• 附錄88-96
• 附錄A 限流式UPFC實驗樣機設(shè)備參數(shù)和系統(tǒng)硬件布局88-92
• 附錄B 限流式UPFC實驗裝置照片92-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果96-98
• 作者簡歷98

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