超导故障限流器对电力系统暂态稳定的影响研究

发布时间：2017-10-23 14:07

  本文关键词：超导故障限流器对电力系统暂态稳定的影响研究

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【摘要】：随着电力系统规模的持续扩大,电力系统的短路电流水平和容量也不断上升。传统的限制短路电流措施已经不能有效应对日益增长的短路电流。专用的限流装置结合超导电力技术(超导故障限流器)能自动检测、自动触发并限制短路电流,可以有效地限制短路电流和降低电网中各种电器设备的设计容量,具有十分广泛的应用前景。本文首先概述了现有限流技术及超导故障限流器的研究现状,介绍了超导材料的基本特性以及几种常见的超导故障限流器的基本原理和拓扑结构,同时介绍了它们的优缺点,重点分析了电阻型及桥路型超导故障限流器的数学模型。本文接着介绍了基于铁芯控制的串联补偿型超导故障限流器的基本原理和拓扑结构,分析气隙对限流器的影响,设计限流器直流控制系统和试验平台测试限流器短路限流效果及串联补偿效果。本文最后基于单机无穷大系统就超导故障限流器对系统暂态稳定的作用进行了分析,讨论了限流阻抗对单机无穷大系统暂态过程及暂态稳定的影响。然后以一个简单的异步发电机并网模型为例,根据戴维南等效原理,简化故障网络,推导出使用电阻型及饱和铁芯型故障限流器时故障电网的戴维南等效电压源电压数学表达式,详尽地分析了故障时异步发电机的暂态过程。基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,仿真验证分析了电阻型和电抗型超导故障限流器对单机无穷大系统及并网异步发电机暂态稳定的影响。
【关键词】：超导故障限流器 串联补偿 短路实验 电力系统 暂态稳定
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 项目研究的背景和意义8-10
• 1.2 超导故障限流器的研究现状10-12
• 1.3 超导故障限流器对电力系统暂态稳定影响的研究现状12-13
• 1.4 本文主要研究内容13-14
• 第二章 超导故障限流器概述14-24
• 2.1 超导体材料介绍14-15
• 2.2 超导故障限流器分类和基本工作原理15-22
• 2.2.1 电阻型超导故障限流器16-17
• 2.2.2 变压器型超导故障限流器17-18
• 2.2.3 磁屏蔽型超导故障限流器18
• 2.2.4 磁通锁型超导故障限流器18-19
• 2.2.5 三相电抗器型超导故障限流器19-20
• 2.2.6 饱和铁芯型超导故障限流器20
• 2.2.7 桥路型超导故障限流器20-22
• 2.3 超导故障限流器安装位置22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 串联补偿型故障限流器设计和实验24-39
• 3.1 串联补偿型故障限流器基本原理24-26
• 3.2 串联补偿型故障限流器直流控制系统设计26-28
• 3.2.1 氧化锌电阻伏安特性分析27-28
• 3.2.2 直流电流双滞环比较控制技术28
• 3.3 串联补偿型故障限流器试验样机及实验平台28-31
• 3.3.1 实验平台硬件设计29-31
• 3.4 实验平台软件设计31-34
• 3.4.1 上位机软件设计31-32
• 3.4.2 下位机软件设计32-34
• 3.5 实验结果分析34-38
• 3.5.1 电流跟踪效果分析34
• 3.5.2 短路限流效果分析34-35
• 3.5.3 串联补偿效果分析35-37
• 3.5.4 重合闸分析37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 超导故障限流器对单机无穷大系统暂态稳定的影响39-49
• 4.1 具有故障限流器的单机无穷大系统暂定过程与数学模型39-44
• 4.1.1 具有故障限流器的单机无穷大系统模型39
• 4.1.2 具有故障限流器的单机无穷大系统功角特性39-40
• 4.1.3 具有故障限流器的单机无穷大系统暂态过程分析40-41
• 4.1.4 限流阻抗及故障切除时间对暂态过程的影响41-42
• 4.1.5 电阻型故障限流器对单机无穷大系统暂态稳定影响分析42-44
• 4.2 超导故障限流器对系统暂态稳定影响的仿真分析44-48
• 4.2.1 电抗型故障限流器对系统暂态稳定的影响45-46
• 4.2.2 电阻型故障限流器对系统暂态稳定的影响46-47
• 4.2.3 故障限流器对故障切除时间的影响47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 超导故障限流器对并网异步发电机暂态稳定的影响49-58
• 5.1 含故障限流器的异步发电机并网模型分析49-51
• 5.2 并网异步发电机暂态过程分析51-52
• 5.3 故障限流器对并网异步发电机暂态稳定影响的仿真分析52-57
• 5.3.1 故障位置对异步发电机暂态稳定的影响53
• 5.3.2 电阻型和饱和铁芯型超导故障限流器对短路电流的影响53-54
• 5.3.3 电阻型和饱和铁芯型超导故障限流器对异步发电机暂态稳定的影响54-56
• 5.3.4 限流阻抗值对异步发电机暂态稳定的影响56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63-64
• 致谢64

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本文编号：1083755