電壓補(bǔ)償型有源超導(dǎo)限流器的控制系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力的需求也不斷增加，帶動(dòng)了電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展。隨著我國(guó)大水電、大煤電、大核電、大型可再生能源發(fā)電基地建設(shè)的不斷推進(jìn)，電網(wǎng)之間電氣聯(lián)接日趨緊密，電網(wǎng)的短路電流水平也迅速提高。過大的短路故障電流會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力，對(duì)電網(wǎng)中的元件設(shè)備產(chǎn)生損害。近年來隨著超導(dǎo)材料和電力電子開關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，以超導(dǎo)故障電流限制器為代表的第三代FACTS 裝置在改善電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性與可靠性方面取得了長(zhǎng)足的創(chuàng)新和發(fā)展。目前應(yīng)用的各

2、種短路電流限制技術(shù)中，基于超導(dǎo)電力技術(shù)的超導(dǎo)短路故障電流限制器（SFCL）由于兼具了損耗低、體積小、自動(dòng)檢測(cè)觸發(fā)、自動(dòng)恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，成為短路電流限制技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)展主線之一。
　　 本文在對(duì)有源電壓補(bǔ)償型超導(dǎo)短路故障電流限制器的工作原理及組成的各個(gè)單元進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其中實(shí)現(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)膬?chǔ)能裝置和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究，研制出動(dòng)模試驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行了短路動(dòng)模試驗(yàn)。
　　 論文首先分析了電壓補(bǔ)償型有源超導(dǎo)短路故障電流限制器的

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基本原理，并闡述了動(dòng)模樣機(jī)的總體技術(shù)方案。接下來針對(duì)電壓補(bǔ)償型有源超導(dǎo)短路故障電流限制器中電壓補(bǔ)償單元的要求，提出了利用超級(jí)電容器作為儲(chǔ)能模塊的電壓補(bǔ)償方案，對(duì)超級(jí)電容器參數(shù)及充放電特性進(jìn)行了多次試驗(yàn)，有效地驗(yàn)證了利用超級(jí)電容器進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)目尚行浴?br>　　 為實(shí)現(xiàn)電壓補(bǔ)償控制和電流控制，還需要性能優(yōu)良的補(bǔ)償電源控制裝置與運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)此在第4 章中對(duì)電壓補(bǔ)償型有源超導(dǎo)短路故障電流限制器中脈沖寬度調(diào)制變流器、DC/

4、DC 變換器、超級(jí)電容器儲(chǔ)能裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
　　 在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃的支持下，超導(dǎo)電力科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展中心完成了220V/30A 電壓補(bǔ)償型有源超導(dǎo)短路故障電流限制器的動(dòng)模試驗(yàn)樣機(jī)的研制工作。在本課題中作者主要參與完成了短路動(dòng)模試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)、動(dòng)模實(shí)驗(yàn)操作等工作。本文對(duì)超導(dǎo)短路故障電流限制器樣機(jī)的總體構(gòu)架、電壓補(bǔ)償模塊的實(shí)現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。短路動(dòng)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該型限流器在短路動(dòng)模試驗(yàn)中能夠及時(shí)有效地