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对于功率柔性直流输配电系统制约对策

收藏本文 2024-03-20 点赞:5875 浏览:18632 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:柔性直流输配电系统具有快速制约系统潮流,稳定交流电网电压和能够接入无源系统等优点,可以广泛的运用于电网互联、可再生能源并网、提升电能质量以及向孤岛供电等场合。同时,随着大功率电力电子器件的进展,柔性直流输配电系统的造价、运转和维护费用逐步降低,其传输容量和电压等级逐步提升。该技术极大地拓展了直流输电的运用范围,成为当前输配电领域的探讨热点之一。目前我国对于该输配电技术的探讨还处于起步阶段,在这样的背景下,本论文就柔性直流输配电系统的结构、工作原理、数学模型以及制约对策等方面进行了探讨,其主要完成以下几个方面的内容:(1)首先浅析了柔性直流输配电系统的基本结构及其工作原理,然后对柔性直流输配电系统中的换流系统进行数学建模,利用开关函数对其数学模型进行线性化处理,最后通过坐标变换导出了换流系统在各个坐标系下的等效电路。在此基础之上,利用直接功率制约算法对换流系统的制约系统进行了设计,提出了基于二自由度的电压平方外环的直接功率制约算法,完成了适用于双端互联的柔性直流输配电系统的制约设计,论文通过计算机仿真验证了换流系统数学模型的正确性以及所提出的制约对策的有效性。(2)浅析了电网在不对称故障情况下,柔性直流输电系统中直流电压波动和直流传输功率出现波动的机理,提出利用陷波器与PI制约器相结合的直流电压外环设计案例。同时,提出采取瞬时正序功率替代瞬时功率以而完成了对直接功率制约算法的改善,最后通过计算机对不对称故障情况的双端柔性直流输电系统进行仿真,其仿真结果验证了该提出的改善算法能够有效的抑制直流电压的波动,并且降低电流谐波畸变率。(3)提出了三相—单相牵引换流系统向牵引网供电的技术案例,浅析了牵引换流系统的基本结构和工作原理,推导了单相换流系统的数学模型并利用滑模制约算法完成了单相换流系统向牵引网独立供电的制约系统设计。最后论文以FPGA和DSP为核心制约器,IPM模块为主电路,设计了一套三相—单相的实验系统。论文通过计算机仿真和模拟实验验证了所采取制约算法能够有效性的制约单相换流系统的电压和频率,同时也验证了牵引换流系统能够有效的解决电气化铁路的负序不足。(4)针对多端柔性直流输配电系统中直流电压制约的不足,论文提出采取主以制约与直流电压跌落制约相结合的制约案例,通过仿真检验了所提案例在稳态和暂态情况下整个多端系统运转的制约效果。关键词:柔性直流输配电系统论文换流系统论文直接功率制约论文瞬时无功功率论述论文电压平方外环论文功率内环论文滑模制约论文

    摘要6-8

    Abstract8-13

    第1章 绪论13-27

    1.1 课题的探讨背景13-17

    1.1.1 传统高压直流的进展14-16

    1.1.2 柔性直流输配电系统的进展16-17

    1.2. 柔性直流输配电系统近况17-24

    1.2.1 柔性直流输配电系统运用近况17-19

    1.2.2 柔性直流输配电系统探讨近况19-22

    1.2.3 牵引供电系统探讨近况22-24

    1.3 本论文主要探讨内容及章节安排24-27

    1.3.1 本论文主要探讨内容24-25

    1.3.2 本论文的章节安排25-27

    第2章 柔性直流输配电系统建模与制约系统探讨27-49

    2.1 柔性直流输配电系统结构27-29

    2.2 柔性直流输配电系统基本原理29-32

    2.3 柔性直流输配电数学模型32-37

    2.3.1 柔性直流输配电系统主电路结构32-33

    2.3.2 柔性直流输配电系统数学模型33-37

    2.4 柔性直流输配电系统参数选择37-40

    2.4.1 电抗器的选择37-38

    2.4.2 电容器的选择38-40

    2.5 柔性直流输配电制约系统探讨40-47

    2.5.1 系统调度层42-43

    2.5.2 本地制约层43-45

    2.5.3 执行层45-47

    2.6 本章小结47-49

    第3章 适用于电网双端互联的柔性直流输电系统制约对策探讨49-73

    3.1 概述49-50

    3.2 直接功率制约原理50-55

    3.3 非故障情况下电网互联制约对策探讨55-64

    3.3.1 定频率的直接功率制约设计55-57

    3.3.2 直流电压稳定设计57-59

    3.3.3 制约器相位优化59-61

    3.3.4 仿真验证61-64

    3.4 电网不对称情况下的电网互联制约对策探讨64-71

    3.4.1 不对称情况下的换流系统数学模型65

    3.4.2 不对称情况下的输入功率计算65-67

    3.4.3 不对称情况下的直流电压制约器设计67-69

    3.4.4 仿真验证69-71

    3.5 本章小结71-73

    第4章 牵引换流系统制约对策探讨73-93

    4.1 牵引供电系统概述73-75

    4.1.1 电气化铁路概况73-74

    4.1.2 牵引供电系统结构74-75

    4.1.3 负序电流对电网的影响75

    4.2 牵引换流系统制约对策探讨75-82

    4.2.1 牵引换流系统结构76-78

    4.2.2 牵引换流系统数学建模78-79

    4.2.3 牵引换流系统制约探讨79-80

    4.2.4 仿真验证80-82

    4.3 牵引换流系统模拟试验82-90

    4.3.1 系统硬件设计82-87

    4.3.2 系统实验结果87-90

    4.4 本章小结90-93

    第5章 多端柔性直流输配系统制约对策探讨93-103

    5.1 多端柔性直流输配系统概述93-95

    5.2 多端柔性直流输配电系统制约探讨95-98

    5.3 多端系统仿真98-102

    5.4 本章小结102-103

    结论与展望103-105

    结论103-104

    展望104-105

    致谢105-107

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