一种新型故障限流器在电力系统中的应用研究

论文摘要

随着电力系统以及现代化工业的发展,电力系统的规模和容量不断扩大,系统短路容量也随之日益上升,进而电网的短路电流不断增大。此外,我国电网规模迅速扩张,地区电网之间互联日趋紧密,中压系统变压器容量增大,小容量电源也开始不断并入大电网,这些技术措施一方面有效的提高了电网的输电能力,但另一方面也导致了短路容量和短路电流的迅速增长。电力系统短路电流水平持续增大,将给电网安全运行和用户带来了很大的危害,因此必须采取有效措施对电力系统短路时的故障电流进行限制。目前国内外研究的重点放在了面向高压和超高压系统应用的故障限流器FCL(Fault Current Limiter)的研制上,因为它综合性能好,应用前景广阔。国内外已经有一些大学院校,企、事业单位和研究所在开展此项工作,国外已经有一些中低压设备在挂网试运行。可见,故障限流技术在电力系统中的应用研究已经成为本世纪电网技术的前沿课题之一。本文提出了一种新型故障限流器设计方案：首先对该新型故障限流器的拓扑结构、工作原理进行了简单介绍；在此基础上,通过仿真对其暂态过程进行了分析,并验证其工作性能：最后,通过理论和仿真研究故障限流器对系统功率特性和功角曲线的影响,进而研究故障限流器的装设对电力系统稳定性的影响。通过上述研究,该故障限流器能快速有效的限制短路电流的第一冲击峰值和稳态峰值,验证了该新型故障限流器的可行性；故障限流器的加装加大了极限切除角,提高了故障切除的时间裕度,同时也减小了功角最大摇摆角,提高电力系统的暂态稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外故障电流限制技术研究现状
• 1.3 本论文的工作
• 第二章 故障限流设备概述
• 2.1 故障限流设备具备的要求
• 2.2 故障限流器的分类
• 2.2.1 超导故障限流器
• 2.2.2 基于电力电子型限流器
• 2.2.3 经济型限流器
• 2.2.4 混合型故障限流器
• 2.3 小结
• 第三章 新型故障限流器原理研究
• 3.1 新型故障限流器的拓扑结构及原理
• 3.1.1 FCL模型概述
• 3.1.2 IGCT的工作原理及特点
• 3.2 限流器暂态过程仿真分析
• 3.3 故障检测与控制单元
• 第四章 故障限流器对电力系统暂态稳定的影响
• 4.1 电力系统暂态稳定概述
• 4.2 短路故障和限流装置对暂态稳定的影响
• 4.3 限流器对电力系统暂态稳定影响分析
• 4.3.1 系统功角特性分析
• 4.3.2 极限切除角
• 4.3.3 MATLAB SIMULINK仿真验证
• 4.4 小结
• 第五章 故障限流器在电力系统中的应用
• 5.1 故障限流器的安装位置
• 5.2 故障限流器的典型应用
• 5.3 变压器出口短路分析与仿真
• 5.3.1 变压器短路计算
• 5.3.2 变压器出口短路仿真
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 致谢