電壓補償型有源超導(dǎo)限流器的控制系統(tǒng)及其實驗研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)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(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產(chǎn)生強大的機械力，對電網(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、自動檢測觸發(fā)、自動恢復(fù)等優(yōu)點，成為短路電流限制技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)展主線之一。
　　 本文在對有源電壓補償型超導(dǎo)短路故障電流限制器的工作原理及組成的各個單元進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)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(jìn)行了研究，研制出動模試驗樣機并進(jìn)行了短路動模試驗。
　　 論文首先分析了電壓補償型有源超導(dǎo)短路故障電流限制器的

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基本原理，并闡述了動模樣機的總體技術(shù)方案。接下來針對電壓補償型有源超導(dǎo)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(jìn)行了多次試驗，有效地驗證了利用超級電容器進(jìn)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(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、超級電容器儲能裝置監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
　　 在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃的支持下，超導(dǎo)電力科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展中心完成了220V/30A 電壓補償型有源超導(dǎo)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(shè)計、動模實驗操作等工作。本文對超導(dǎo)短路故障電流限制器樣機的總體構(gòu)架、電壓補償模塊的實現(xiàn)以及實驗情況進(jìn)行了重點闡述。短路動模實驗結(jié)果驗證了該型限流器在短路動模試驗中能夠及時有效地