傳統(tǒng)的基于科考船、水下機器人、離線式觀測設備的海洋觀測手段難以滿足日益增長的海洋科學研究和發(fā)展需求,纜系海底觀測網因具有較強的連續(xù)電能供給能力和高帶寬通信能力,可提供一種長期的、連續(xù)的、實時的、原位觀測的海洋科學研究手段。為此,近十年來,歐美、日本等國家和地區(qū)相繼研究和發(fā)展了纜系海底觀測網。而具有遼闊海洋面積的我國的纜系海底觀測網技術非常薄弱,幾乎處于空白狀態(tài),大大制約了我國海洋科學事業(yè)的發(fā)展,研究纜系海底觀測網關鍵技術具有極大的科學意義和廣泛的應用前景。本文針對建設纜系海底觀測網面臨的電能供給的結構和方式,高低壓電能變換與分配,水下電能系統(tǒng)散熱,供電故障診斷與隔離,以及可靠性分析等幾個關鍵核心技術和難點展開研究。本文在分析海底觀測網應用環(huán)境和需求上,對其供電系統(tǒng)的輸電方式和結構展開討論,綜合考慮輸電技術特點、應用功率需求、環(huán)境特點、敷設成本等多方面因素選擇了負高壓、直流、單極、單線的輸電方式和樹型擴展的輸電網絡結構。并對遠距離輸電的單節(jié)點海底觀測網的供電穩(wěn)定性展開研究,得出影響最大輸電功率、動態(tài)穩(wěn)定性的影響因素,并推導出多節(jié)點樹型觀測網供電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)特性的分析方法。針對主級接駁... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

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致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 纜系海底觀測網電能供給系統(tǒng)的研究進展
    1.3 論文研究目的和意義
    1.4 論文的主要研究內容
    1.5 本章小結
2 樹型拓撲海底觀測網輸電研究
    2.1 引言
    2.2 輸電方式與系統(tǒng)架構研究
        2.2.1 輸電方式研究
        2.2.2 輸電系統(tǒng)架構研究
    2.3 直流輸電穩(wěn)定性研究
        2.3.1 單節(jié)點直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性研究
        2.3.2 多節(jié)點直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    2.4 本章小結
3 基于模塊堆疊電能變換的主級接駁盒電能變換系統(tǒng)研究
    3.1 引言
    3.2 主級接駁盒電能供給的結構和應用特點
    3.3 基于模塊堆疊的主級接駁盒高中壓電能變換研究
        3.3.1 主級接駁盒高中壓電能變換方式研究
        3.3.2 輸入串聯(lián)輸出串聯(lián)(ISOS)結構研究
        3.3.3 輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(ISOP)結構研究
        3.3.4 多模塊串并聯(lián)堆疊組合研究
    3.4 主級接駁盒高中壓電能變換系統(tǒng)散熱研究
        3.4.1 高中壓電源腔散熱機理及仿真分析
        3.4.2 氣液結合緩壓機理及仿真分析
        3.4.3 氣液結合緩壓試驗
    3.5 基于模塊堆疊的主級接駁盒高中壓電能變換系統(tǒng)樣機實現(xiàn)與試驗
        3.5.1 模塊堆疊組合結構均壓均流試驗
        3.5.2 主級接駁盒高中壓電能變換系統(tǒng)樣機實現(xiàn)與試驗
    3.6 本章小結
4 基于隔離式變換結構的次接駁盒電能變換系統(tǒng)研究
    4.1 引言
    4.2 次級接駁盒電能供給系統(tǒng)架構
    4.3 基于隔離式結構的次級接駁盒中低壓電能變換研究
        4.3.1 次接駁盒電能供給系統(tǒng)的需求分析
        4.3.2 次級接駁盒中低壓電能變換結構研究
        4.3.3 次級接駁盒中低壓電能變換系統(tǒng)設計
    4.4 次級接駁盒中低壓電能變換系統(tǒng)散熱技術研究
        4.4.1 中低壓電源腔體結構散熱熱阻分析
        4.4.2 次級接駁盒中低壓電源腔體端面散熱研究
        4.4.3 次級接駁盒中低壓電源腔體壁面散熱研究
    4.5 次接駁盒電能變換系統(tǒng)樣機實現(xiàn)與試驗
    4.6 本章小結
5 可靠性分析與故障診斷隔離技術研究
    5.1 引言
    5.2 海底觀測網電能供給系統(tǒng)可靠性分析
        5.2.1 可靠性分析前提
        5.2.2 海底觀測網電能供給系統(tǒng)可靠性模型
        5.2.3 海底觀測網電能供給系統(tǒng)可靠性量化計算
        5.2.4 海底觀測網電能供給系統(tǒng)故障樹分析
        5.2.5 海底觀測網電能供給系統(tǒng)可靠性仿真研究
    5.3 高壓輸電纜故障診斷與隔離
        5.3.1 高壓輸電纜故障診斷與隔離方法研究
        5.3.2 高壓輸電纜故障診斷與隔離電路研究
        5.3.3 高壓輸電纜故障診斷與隔離模擬實驗
    5.4 接駁盒故障診斷與隔離處理技術研究
        5.4.1 過壓故障及隔離處理技術研究
        5.4.2 過流故障及隔離處理技術研究
        5.4.3 接地故障及隔離處理技術研究
    5.5 本章小結
6 系統(tǒng)集成與試驗
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)樣機集成
        6.2.1 主級接駁盒樣機
        6.2.2 次級接駁盒樣機
        6.2.3 主次綜合接駁盒樣機
    6.3 系統(tǒng)試驗研究
        6.3.1 實驗室試驗
        6.3.2 淺海試驗
        6.3.3 深海試驗
    6.4 本章小結
7 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 論文主要創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]東海海底觀測小衢山試驗站[J]. 許惠平,張艷偉,徐昌偉,李建如,劉丁,覃如府,羅勝卿,范代讀.  科學通報. 2011(22)
[2]特高壓長距離交流輸電線路分布參數(shù)計算及線路模型的建立[J]. 劉建.  電力學報. 2011(02)
[3]熱阻網絡模型在微槽冷卻熱沉優(yōu)化設計中的應用[J]. 邵寶東,孫兆偉,王麗鳳.  吉林大學學報(工學版). 2007(06)
[4]輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)的雙全橋變換器輸入電容均壓問題的研究[J]. 馬學軍,牛金紅,康勇.  中國電機工程學報. 2006(16)
[5]一種具有輸入端電容均壓的串-并型雙管正激組合變換器研究[J]. 石健將,嚴仰光,何湘寧.  中國電機工程學報. 2004(12)
[6]電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的動態(tài)分析方法綜述[J]. 劉益青,陳超英,梁磊,劉利.  電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2003(01)
[7]如何正確認識Argo計劃[J]. 蘇紀蘭.  海洋技術. 2001(03)
[8]高壓直流輸電與特高壓交流輸電的比較研究[J]. 詹奕,尹項根.  高電壓技術. 2001(04)
[9]管壁導熱對管內流動流體熱邊界條件的影響[J]. 劉中良,韓同方,劉安源.  石油大學學報(自然科學版). 2000(03)

博士論文
[1]海底觀測網絡水下接駁盒原型系統(tǒng)技術研究[D]. 盧漢良.浙江大學 2011
[2]雙管正激變換器組合研究[D]. 石健將.南京航空航天大學 2003

碩士論文
[1]海底接駁盒散熱系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 俞徐海.浙江大學 2010



本文編號：3577453