電壓補償型有源超導限流器的控制系統(tǒng)及其實驗研究.pdf

1、隨著國民經濟的飛速發(fā)展，社會對電力的需求也不斷增加，帶動了電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展。隨著我國大水電、大煤電、大核電、大型可再生能源發(fā)電基地建設的不斷推進，電網之間電氣聯(lián)接日趨緊密，電網的短路電流水平也迅速提高。過大的短路故障電流會產生強大的機械力，對電網中的元件設備產生損害。近年來隨著超導材料和電力電子開關技術的不斷發(fā)展，以超導故障電流限制器為代表的第三代FACTS 裝置在改善電網安全性、穩(wěn)定性與可靠性方面取得了長足的創(chuàng)新和發(fā)展。目前應用的各

2、種短路電流限制技術中，基于超導電力技術的超導短路故障電流限制器（SFCL）由于兼具了損耗低、體積小、自動檢測觸發(fā)、自動恢復等優(yōu)點，成為短路電流限制技術領域中的發(fā)展主線之一。
　　 本文在對有源電壓補償型超導短路故障電流限制器的工作原理及組成的各個單元進行分析和研究的基礎上，對其中實現(xiàn)電壓補償?shù)膬δ苎b置和監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究，研制出動模試驗樣機并進行了短路動模試驗。
　　 論文首先分析了電壓補償型有源超導短路故障電流限制器的

3、拓撲結構及基本原理，并闡述了動模樣機的總體技術方案。接下來針對電壓補償型有源超導短路故障電流限制器中電壓補償單元的要求，提出了利用超級電容器作為儲能模塊的電壓補償方案，對超級電容器參數(shù)及充放電特性進行了多次試驗，有效地驗證了利用超級電容器進行電壓補償?shù)目尚行浴?br>　　 為實現(xiàn)電壓補償控制和電流控制，還需要性能優(yōu)良的補償電源控制裝置與運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。對此在第4 章中對電壓補償型有源超導短路故障電流限制器中脈沖寬度調制變流器、DC/

4、DC 變換器、超級電容器儲能裝置監(jiān)測系統(tǒng)進行了研究。
　　 在國家高技術研究發(fā)展計劃的支持下，超導電力科學技術研究與發(fā)展中心完成了220V/30A 電壓補償型有源超導短路故障電流限制器的動模試驗樣機的研制工作。在本課題中作者主要參與完成了短路動模試驗平臺設計、動模實驗操作等工作。本文對超導短路故障電流限制器樣機的總體構架、電壓補償模塊的實現(xiàn)以及實驗情況進行了重點闡述。短路動模實驗結果驗證了該型限流器在短路動模試驗中能夠及時有效地