直流固态自适应限流器拓扑结构及应用研究

发布时间：2021-05-19 17:03

　　随着电力电子技术的快速发展,直流输配电技术日益受到关注。直流系统中保护技术是直流输配电关键技术之一,目前直流系统直流侧的保护措施通常采用直流断路器对故障电流进行隔离,但随着直流电力系统容量的不断提升,对直流断路器的遮蔽容量提出了更高的要求,制造成本也越来越高。因此为了降低断路器的制造成本以及提升直流系统的可靠性,迫切需要直流限流技术配合断路器隔离故障电流。提出了一种基于晶闸管的直流固态限流器的拓扑结构,根据其结构特征进行改进,实现适应直流配电系统的双向限流、电抗器自旁路以及自适应限流等功能,并在直流系统中对其限流效果进行验证。首先,本文提出了一种基于晶闸管的直流固态故障限流器,对限流器的工作原理和工作模态进行理论分析,并对限流器的工作原理进行仿真验证以及限流效果进行仿真分析;在此基础上,实现了限流器的自适应限流,对限流器的自适应限流效果进行仿真分析。其次,针对直流系统的特点,对限流器进行改进,使其具备双向限流、限流电抗器自旁路的功能,对各种功能的实现方法进行理论分析,并说明改进后限流器实现自适应限流的方法。对各种功能进行仿真验证,对不同限流器件对限流效果的影响进行仿真分析;针对故障电流... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 直流配电系统故障类型以及保护方法研究现状
        1.2.1 直流输配电系统的故障类型
        1.2.2 直流配电系统主要保护方法
    1.3 直流限流器研究现状
        1.3.1 基于超导材料的直流故障限流器
        1.3.2 基于电力电子器件的直流固态限流器
        1.3.3 基于正温度系数电阻直流故障限流器
    1.4 直流固态限流器相关功能研究现状
    1.5 直流固态限流器的系统应用的研究现状
    1.6 主要研究内容
第2章 直流自适应固态限流器拓扑结构
    2.1 引言
    2.2 直流固态限流器拓扑结构
        2.2.1 直流固态限流器自适应限流使用条件
        2.2.2 直流固态限流器拓扑结构
        2.2.3 自适应限流级联结构
    2.3 直流固态限流器工作原理及特性分析
        2.3.1 单级直流固态限流器工作原理
        2.3.2 限流电抗器及关断电容参数设计
        2.3.3 限流器工作最小导纳
    2.4 限流器仿真分析
        2.4.1 单级限流器限流效果仿真分析
        2.4.2 自适应限流仿真分析
        2.4.3 最小工作导纳仿真分析
    2.5 本章小结
第3章 直流自适应固态限流器功能改进
    3.1 引言
    3.2 直流自适应固态限流器功能改进
        3.2.1 双向限流能力
        3.2.2 限流电抗器自动旁路功能
    3.3 直流自适应限流器限流效果改进
    3.4 改进后限流器自适应限流器级联结构
    3.5 改进后限流器仿真分析
        3.5.1 限流器双向限流仿真分析
        3.5.2 限流电抗器自旁路过程仿真分析
        3.5.3 限流元件对限流器影响的仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 直流自适应固态限流器在直流系统中的应用
    4.1 引言
    4.2 柔性直流输配电系统
        4.2.1 MMC的控制策略
        4.2.2 MMC的调制方式与子模块电容电压平衡控制
        4.2.3 双端柔性直流配电系统
        4.2.4 双端MMC配电系统故障特性
    4.3 直流自适应限流器在MMC直流配电系统中的应用
        4.3.1 限流器工作原理的仿真分析
        4.3.2 限流器限流效果仿真分析
        4.3.3 自适应限流仿真分析
        4.3.4 电抗器自旁路仿真分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于暂态电流的MMC-LVDC双极短路故障定位方法[J]. 高校平,黄文焘,邰能灵,马洲俊,王勇,黎灿兵.  电力系统自动化. 2020(17)
[2]中高压直流断路器拓扑综述[J]. 王灿,杜船,徐杰雄.  电力系统自动化. 2020(09)
[3]MMC-HVDC系统阀区单相接地故障定位研究[J]. 彭涛,郭贤朝,吴江一,范心明,李新.  电力系统保护与控制. 2020(09)
[4]一种阻容型限流式直流断路器拓扑及其在直流电网中的应用[J]. 许建中,张继元,李帅,赵成勇.  中国电机工程学报. 2020(08)
[5]含限流器的多端柔直系统故障保护策略[J]. 周光阳,李妍,何大瑞,韩民晓,黄闻而达.  电工技术学报. 2020(07)
[6]考虑直流电抗器的电容型限流器特性及优化配置[J]. 李国庆,边竞,王鹤,孙云鹤,王振浩.  电力系统自动化. 2020(05)
[7]自适应限流型固态断路器的直流电源设计[J]. 李斌,王晨阳,何佳伟,叶仕磊.  电力系统自动化. 2020(05)
[8]直流配电系统控制与保护协同关键技术及展望[J]. 王守相,刘琪,薛士敏,袁栋,王晨清,杨景刚.  电力系统自动化. 2019(23)
[9]柔性直流电网主动限流开断直流故障研究[J]. 周猛,向往,左文平,文劲宇,林卫星.  中国电机工程学报. 2019(23)
[10]一种新型混合式直流故障限流器拓扑[J]. 韩乃峥,贾秀芳,赵西贝,许建中,赵成勇.  中国电机工程学报. 2019(06)

博士论文
[1]新型固态限流器关键技术研究[D]. 莫育杰.浙江大学 2013

硕士论文
[1]多端柔性直流电网直流线路保护研究[D]. 张洁.山东大学 2019
[2]新型直流固态限流器的研究[D]. 李红波.华中科技大学 2008
[3]新型固态限流器及其优化设计[D]. 敖志香.浙江大学 2007



本文编号：3196122