连通拓扑组合状态有载调压原理与应用研究

论文题目: 连通拓扑组合状态有载调压原理与应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电力系统及其自动化

作者: 李晓明

导师: 尹项根

关键词: 变压器调压,有载分接开关,电力电子开关,连通拓扑组合状态,电压无功控制,变压器并列运行,配网重构,优化调压

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 传统的有载调压方法是采用机械有载分接开关调压。该方法的装置制造简单、成本低,目前,在国内外电力系统中普遍采用。随着社会的发展和用电量的迅速增长,电网规模不断扩大、网络结构越来越复杂,这种机械分接开关有载调压方法已经不能完全满足现代电网的安全和经济运行的要求,而且暴露出明显的弊端,其中,有三个固有的缺陷难以消除:①在分接头切换过程中产生电弧,导致机械触头烧损和变压器绝缘油介质极化;②分接开关的动作速度慢,调压响应时间长,容易错档、错位,不能进行动态调压,而且故障率高,维护量大;③机械开关动作时间具有分散性使调压时刻无法准确控制,不可能实现多台变压器同步控制,而且在调压过程中可能出现过渡过程,甚至出现错档、错位现象,对电网的安全运行带来不利的影响。改进方法有两种:电力电子开关辅助机械有载分接开关调压法和电力电子开关直接替代机械有载分接开关调压法。前者虽然可以基本解决机械触头燃弧问题,但调压响应速度和调压控制的准确度并没有提高,机械传动机构的故障率也没有降低,加上该装置制造成本较高,因而它的应用受到了限制。后者虽然可以提高调压响应速度和降低故障率,但这种方法使用的电力电子开关器件数量多,体积大,成本高。加上,目前单个大功率电力电子器件的耐压水平还不能满足直接用于中、高电网的要求,在简化调压系统的结构、减少电力电子开关器件的数量、降低对电力电子器件的耐压水平要求、降低成本等方面,还有许多问题需要解决。本文针对现有的有载调压方法存在的问题,着重论述和总结了本人几年来在配电网有载调压领域,试图有效地解决这些问题、寻求新的有载调压方法方面所作的有创新性和有特色的研究工作。这些工作主要反映在以下几个方面: (1)提出了一种基于连通拓扑组合状态原理的无触点有载调压方法,该方法采用兼顾电力电子器件耐压水平和调压绕组数的编码规则,建立了调压状态与调压绕组的组合关系,将现有技术一个调压绕组数对应一个级电压,改进为一个调压绕组对应多个级电压,通过状态组合,由较少的调压绕组组合成较多的调压状态,从而减少调压变压器的抽头数,简化系统结构;采用了连通拓扑连接调压绕组技术,从结构上避免了调压绕组在调压状态组合时出现环流; (2)本文提出了基于连通拓扑组合状态原理的“臂-桥”型和“源-宿”型电力电子开关结构,可以在保证电力电子开关器件的耐压水平和工作条件的前提下,减

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 变压器有载调压技术的发展历史与研究现状

1.3 问题的提出

1.4 本文所做的主要工作

1.5 本文章节安排

2 现有变压器有载调压技术

2.1 机械型有载调压技术

2.2 电力电子辅助机械型有载分接开关技术

2.3 无触点有载调压技术

2.4 小结

3 连通拓扑组合状态调压模型的概念与调压原理

3.1 基本概念

3.2 变压器连通拓扑组合状态调压原理

3.3 调压绕组和调压状态的编码

3.4 调压绕组连通拓扑组合状态

3.5 连通拓扑组合状态调压的数学模型

3.6 连通拓扑组合状态调压模型的开关结构

3.7 连通拓扑组合状态调压模型的电力电子开关控制逻辑

3.8 调压过渡过程分析

3.9 小结

4 变压器无触点连通拓扑组合状态有载调压系统

4.1 有载调压系统结构与工作原理

4.2 有载调压控制系统

4.3 晶闸管开关及其主要特性

4.4 晶闸管的保护

4.5 晶闸管开关的散热设计

4.6 有载调压谐波分析

4.7 小结

5 连通拓扑组合状态调压原理在电力系统中的应用

5.1 动态平滑有载调压控制

5.2 计及调节增量的电压无功综合控制

5.3 变压器并列运行的同步有载调压控制

5.4 变压器综合损耗最小的变压器分接头优化调节

5.5 基于网损最小的改良策略遗传算法变压器优化调压方法

5.6 小结

6 模拟实验与数字仿真

6.1 模拟实验

6.2 数字仿真

6.3 小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

附录1 作者攻博期间发表的部分相关论文

附录2 作者在读博期间主持和主要完成的相关科研项目和申请的专利

附录3 图表清单

发布时间: 2006-04-05

参考文献

[1].有载分接开关机械状态的在线监测与故障诊断技术研究[D]. 赵彤.山东大学2008

连通拓扑组合状态有载调压原理与应用研究

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