超導(dǎo)磁體電源變流系統(tǒng)模塊化的關(guān)鍵問題研究.pdf

1、國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER是目前世界上規(guī)模最大的全超導(dǎo)托卡馬克裝置，由32個(gè)國家共同研制，旨在驗(yàn)證和平利用聚變能的科學(xué)和技術(shù)可行性。ITER極向場(Poloidal Field，PF)電源變流器系統(tǒng)作為ITER裝置的重要子系統(tǒng)，是目前世界上功率最高，運(yùn)行模式最復(fù)雜的特種電源系統(tǒng)。常規(guī)的一體化電源設(shè)計(jì)方法已無法滿足ITER PF電源變流器系統(tǒng)的技術(shù)及工程需求。本文以ITERPF電源變流器系統(tǒng)為對(duì)象，提出了超導(dǎo)磁體電源變流系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)方

2、法，重點(diǎn)對(duì)ITER PF變流器串聯(lián)系統(tǒng)的控制保護(hù)邏輯、啟動(dòng)退出策略、無功最小化控制及信號(hào)去噪等關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究，并結(jié)合ITER PF串聯(lián)順序測試平臺(tái)對(duì)關(guān)鍵問題的解決方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)具體如下:
　　(1)基于模塊化設(shè)計(jì)思想，提出了采用模塊的共用性和組合優(yōu)化效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高電壓、大電流超導(dǎo)磁體電源變流系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)方法，有效降低了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。
　　(2)研究了ITER PF變流器串聯(lián)系統(tǒng)的控制

3、和保護(hù)邏輯，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的復(fù)雜模式運(yùn)行。同時(shí)，針對(duì)串聯(lián)復(fù)雜系統(tǒng)的同步啟停問題，提出了借助旁通的安全啟動(dòng)策略和大電感儲(chǔ)能負(fù)載條件下的可靠退出策略，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性和可靠性。
　　(3)針對(duì)ITER PF變流器串聯(lián)系統(tǒng)無功功率最小化控制進(jìn)行研究，提出了極值控制的電壓分配方式。在不增加任何額外設(shè)備的情況下，通過算法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)串聯(lián)系統(tǒng)無功功率最小化控制，減小無功沖擊對(duì)電網(wǎng)造成的危害，降低了無功補(bǔ)償系統(tǒng)的裝機(jī)容量及設(shè)備投資。