新型固态限流器控制系统的改进

论文摘要

随着电力系统规模和容量的不断扩大,短路容量成为制约电网发展的一个重要因素。为了减少短路故障对电力系统造成的危害,必须采取措施快速限制电力系统的短路电流,传统限制短路电流的方法存在各种缺点,因此新型限流技术成为国内外的研究热点之一。随着电力电子技术的发展,固态限流器有着广阔的发展前景。新型固态限流器,具有结构简单,应用灵活,限流性能好,损耗小等优良特性。本文在原有的新型固态限流器的研究基础上,进一步对新型固态限流器的控制系统结构的改进和性能的完善进行深入的分析和探讨,并对实验室提出的限流式统一潮流控制器的实现结构和工作原理进行了初步的研究和探讨,同时对统一潮流控制器的运行进行了初步的仿真。前两章主要介绍了固态限流器的提出背景和研究现状,阐述了新型固态限流器的拓扑结构和控制策略,并简要介绍了限流式统一潮流控制器的原理。第三章详细阐述了本实验室研制的10kV/600A/10kA的工业样机控制系统在结构上的改进和性能上的优化,具体介绍了现场测控模块与核心监控平台通过光纤交互和隔离的控制结构的具体实现和电路的设计,并制作了相应的电路板。第四章对限流式统一潮流控制器的实现结构和工作原理进行了简要的阐述,并介绍了统一潮流控制器的具体功能实现,以及与固态限流器结合控制时工作模式的切换。最后,基于交叉解耦的控制方法,用Matlab中的Simulink仿真工具,对统一潮流控制器的潮流控制功能的实现进行了初步的仿真和分析。最后,对本文的工作进行了总结,并对新型固态限流器在电力系统的实际应用中存在的问题进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 固态限流器的研究背景及实现方案
• 1.1.1 短路故障对电力系统的危害
• 1.1.2 常规的限流措施
• 1.1.3 短路故障限流器的类型
• 1.1.4 固态限流器的实现方案
• 1.2 国内外固态限流器的研究现状及前景展望
• 1.2.1 固态限流器的研究现状及发展趋势
• 1.2.2 限流式统一潮流控制器的提出
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 新型固态限流器的拓扑结构与控制策略
• 2.1 新型固态限流器的拓扑结构
• 2.1.1 三相分立式桥式固态限流器
• 2.1.2 不带耦合变压器的三相桥式固态限流器
• 2.1.3 带耦合变压器的三相桥式固态限流器
• 2.1.4 带旁路电感的变压器耦合三相桥式固态限流器
• 2.1.5 饱和变压器式三相桥式固态限流器
• 2.2 新型固态限流器的控制策略
• 第三章 固态限流器控制系统的硬件电路的改进
• 3.1 固态限流器原控制系统的硬件电路
• 3.2 改进后的固态限流器控制系统的硬件电路
• 3.2.1 模拟信号预处理模块
• 3.2.2 同步信号检出器
• 3.2.3 频率跟踪电路
• 3.2.4 交流信号采集器
• 3.2.5 直流信号处理模块
• 3.2.6 光纤通信
• 3.2.7 控制系统的工作电源
• 第四章 限流式统一潮流控制器初探
• 4.1 统一潮流控制器的研究
• 4.1.1 统一潮流控制器的基本原理
• 4.1.2 统一潮流控制器的数学模型
• 4.1.3 统一潮流控制器的控制策略
• 4.2 限流式统一潮流控制器的讨论
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文