ITER-PPEN电站自动化系统IED设备工程配置和通信网络性能分析

发布时间：2020-06-18 10:11

【摘要】：ITER作为未来民用核聚变电站的实验装置,有着世界上最大的非常规电源系统,其电源系统配电可分为两部分：给稳态电力负载供电的SSEN稳态功率电网和给脉冲负载供电的PPEN脉冲功率电网。PPEN脉冲功率电站初始设计很大一部分停留在概念设计阶段,电站自动化系统工程设计严重缺失,并且初始设计中缺乏对设计方案必要的性能分析,为解决上述问题,PPEN变电站的保护与监控系统工程配置方案需要进一步的深化,PPEN变电站自动化系统通信网络需要进行时延性和可靠性的理论分析。以此作为研究目标,本文取得的主要成果如下：介绍了PPEN脉冲功率电站的一次回路和二次回路,在此基础上进行PPEN脉冲功率电站自动化系统(SAS)的需求分析。并通过比较得出了PPEN电站自动化系统在设计和工程实现方面面临的难题。描述了电站智能电站设备(IED)的软硬件结构,探讨了IED设备保护与监控功能的实现方式。通过分析可知,IED设备当前的软硬件结构可以很好的满足电站自动化系统的功能需求,并满足电站自动化系统对IED设备的可靠性要求。在对IEC 61850标准进行分析的基础上,得出了PPEN变电站自动化系统中IED设备建立信息模型和通信模型的方法。并通过对PPEN变电站自动化系统实现通信报文的分析,研究了IEC61850标准能够实现PPEN变电站自动化系统中IED设备之间互操作性和相互通信的原因。建立了PPEN脉冲功率电站通信网络OPNET仿真模型,通过该仿真模型分析了PPEN通信网络在不同因素下的报文传播时延行为。并通过试验测试进一步验证PPEN通信网络的时延特性。在仿真和试验结果的基础上分析得出了报文传输路径是影响系统时延的主要因素,据此提出优化的PPEN通信网络结构,结果表明,优化后的PPEN通信网络结构能够有效降低网络时延。在实际的维修策略的基础上,建立PPEN变电站自动化系统通信网络可靠性分析模型,定量计算PPEN通信网络可靠性指标。通过对系统可靠性计算结果和元件重要度进行分析,提出了两种增加PPEN通信网络可靠性的方案。通过比较两种方案,前文提出的优化的通信网络结构能够降低成本,简化网络结构,减小系统时延以及适度的提高系统可靠性,为优化PPEN变电站自动化系统性能提供了一条思路。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【图文】：

造成质量丢失同时释放能童，是字宙中恒星产生能量的方式。人工核聚变的能量逡逑来源一般是利用ll#聚变过程中释放的能量。逡逑在低能量情况下具有最商反应截面的核巧变反应为（图１．１为示意图）；逡逑诉邋＋邋乐邋一；ｉ／ｅ＋ｎ°＋１７．６Ａ／ｅＦ逦Ｕ－１）逡逑此反应将纪的两种同位素巧变生成巧元素并产生一个中子，根据爱因斯坦质逡逑１逡逑

无功补偿系统根据当前系统消耗无功值调节自身的输出无功功率Ｗ维持电逡逑压的稳定．因此在讨论无功补偿系统的负载特性无意义。ＰＰＥＮ变电站主回路设逡逑计时使用的磁体电源系统（ＣＰＳＳ）和辅助加热系统（Ｈ＆ＣＤ）的负载特性如图２．２逡逑和图２．３所示。逡逑—ＰＣｏｉｌＰＳ邋（ＭＷ）逦逦ＱＣｏｉｌＰＳ（Ｍｖａｒ）逡逑ＳＯＯ邋Ｔ逦——逡逑ｒｔ－１逦ｔｎ逡逑６００逦ｊｊ逦Ｉ逡逑４００逦／／邋化逦－－—邋逦逦逡逑２：＾居ｌ）邋ｒｒ可三逡逑？４｜）０逦－２Ｘ１０逦ｒ逦２００逦４００逦Ａｏ逦８００逡逑；＊２００邋Ｊ逦邋－ｎ－－逦＊邋．邋－逦－逡逑围２．２巧体电源系统负载特性逡逑Ｈ＆ＣＤ邋（ＭＷ）逦—Ｑ邋Ｈ＆ＣＤ邋（Ｍｖａｒ）逡逑３００逡逑２００ＩＩＩ邋逦Ｉ邋———邋—Ｉ邋Ｉ邋逦逡逑Ｔｉｎ逦ｍ逡逑Ｉ逦Ｔ逡逑Ｉ邋０逦？邋－逦Ｉ逦■—逦？邋—逦？逦■逡逑Ｉ邋－４００逦－２００逦０逦２００逦４００逦６００逦８００逡逑围２．３辅助加热系统负载特性逡逑各脉冲功率负荷根据等离子体运行状态按照一定时序投入或切陈，磁体电源逡逑电流、辅助加热电流与等离子电流之间的关系见图２．４。逡逑１２逡逑

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本文编号：2719090