1. 研究目的与意义
柔性交流输电(FACTS)技术,由美国电力专家N.G.Hingorani于1986年提出,并定为除了直流输电之外所有将电力电子技术用于输电的实际应用技术。
提出柔性交流输电技术的目标是,使用电力电子技术去革新交流输电的系列技术,控制交流电的电抗和无功,因此能显著提高交流输电系统的稳定性,使常规的交流输电系统更加灵活,确保电力系统的运行安全与经济。
柔性交流输电系统的设备可分为串联补偿装置、并联补偿装置和综合控制装置。
2. 课题关键问题和重难点
本文主要对柔性交流输电系统中的无功补偿装置进行研究,了解柔性交流输电技术及其无功补偿装置的工作原理和结构特点,进行仿真实验,所以总结的本课题关键问题如下:1) 晶闸管控制电抗器(TCR) 固定电容器组的原理和数学模型;2) 静止无功补偿装置的控制策略;3) 建立TCR FC的仿真模型,进行仿真实验;4) 仿真结果和理论分析进行比较,分析存在的问题,提出改进措施。
课题需使用MATLAB软件来进行仿真实验,由于对TCR FC模型学习不够充分,对MATLAB软件使用不够熟练,我认为课题难点总结如下:1)充分学习和理解TCR FC仿真模型,掌握其工作原理与结构特点;2)能正确搭建出TCR FC仿真模型,且得出各项准确的仿真数据;3)通过仿真结果与理论分析查找不足,并分析TCR FC的特点;
3. 国内外研究现状(文献综述)
柔性交流输电(FACTS)技术,由美国电力专家N.G.Hingorani于1986年提出。
柔性交流输电系统技术是一种将电力电子技术﹑微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性﹑运行性能和电能质量,并可获取大量节能效益的新型综合技术,世界各国电力界对这项具有革命性变革作用的新技术格外重视。
FACTS技术主要特点有(1)FACTS技术完全能与原输电方式协调;(2)采用电力电子开关,无机械磨损,控制信号功率小,控制灵活性高;(3)能快速、平滑调节,可灵活、方便、迅速地改变系统潮流分布; (4)线路的输送能力可增大到接近导线的热极限,提高了送电线路的利用率; (5)备用发电机组容量可以从典型的18%减少到15%,甚至更少,因而提高了联络线的输电能力,减少发电机备用容量; (6)电网和设备故障的影响可以得到有效的控制,防止事故扩大,减轻系统事故的影响; (7)采用了电子开关,能快速而连续地对一次设备进行控制,提高系统阻尼,消除电力系统振荡,提高系统的稳定性; (8)经济性好。
4. 研究方案
在基于瞬时无功功率理论的基础上,设计出结构较为简单得TCR FC型SCV系统。
(图见附件)SCV(TCR FC型)系统的主电路结构框图图1a、b、c为三相市电,经整流后接阻感负载,FC为容性无功功率补偿装置及滤波器组,滤波器在滤除5、7、11等次谐波的同时对基波提供容性无功功率。
以A、B相间TCR为例,双向反并联晶闸管按相控方式互成18О度触发,设晶闸管的控制触发角为a,由TCR的工作原理知,当α在90到180之间变化时,电抗器L中电流的基波分量I1与α之间的关系为: (公式见附件) 式中UmabA、B相电压峰值;XL一与晶闸管串联电抗器感抗值。
5. 工作计划
第1周:查阅和研读大量与柔性交流输电系统静止无功补偿器相关的中文资料第2周:下载英文资料并进行翻译第3周:编写开题报告第4周:查阅文献,学习理解柔性交流输电技术(FACTS)第5周:查阅文献,学习理解无功补偿装置第6周:查阅文献,学习理解柔性交流系统的控制策略分析、并比较优缺点第7周:学习理解TCR FC优化配置第8周:深入学习MATLAB软件的SIMULINK第9周:查阅文献,学习并搭建TCR FC的仿真模型第10周:进行TCR FC仿真实验第11周:对仿真结果和理论进行分析比较第12周:查找存在的问题,记录问题,分析问题第13周:针对发现的问题,提出仿真的改进措施,重新进行仿真验证第14周:整理材料,完成论文的初步撰写第15周:修改论文,制作ppt,完成论文最终答辩
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