柔性直流系统新型故障限流技术研究

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术发展迅速,直流侧短路故障电流的开断问题日益成为研究热点。故障限流技术能够有效抑制直流故障电流的快速增长,为直流断路器隔离故障提供有利条件。文中提出一种新型限流电路,利用电容器组合放电实现故障电流限制,配合直流断路器实现快速限流开断。对该电路的结构及工作原理进行阐述,给出电路参数选取方法。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了限流电路的有效性。     

磁通耦合型饼式线圈短时直流冲击特性研究

基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)技术在经过多年的研究后取得了一定的进展,并且已有多项工程在运行中。然而直流短路故障的处理仍然是VSC-HVDC电网亟待解决的问题之一,目前的断路器难以在短时内开断如此大的故障电流,因此要与限流器进行配合。电阻型超导限流器(RSFCL)已经在交流情况下进行了大量的研究,它被认为是最具有潜力的直流限流技术。然而传统的双绕无感线圈并不适用于直流输电场合,由于结构特殊使其在直流高压故障中容易发生闪络,造成超导限流器发生不可控的后果,因此需要新型的线圈结构来满足柔性直流输电保护的需求。本文基于连续式单饼限流线圈结构,对不同磁通耦合连接方式的磁场分布进行了仿真分析,建立了短时直流大电流冲击平台;同时设计了磁通耦合型饼式线圈,并对其进行了高压过电流冲击实验与分析,计算了冲击电阻过程中的电阻和热量变化并进行了讨论。本文的分析结果对电阻型直流超导限流器的设计,以及阈值与裕量的确定有一定的指导意义。     

动态电压恢复器的复合数字多变量状态空间反馈控制

在三相三线制系统中，动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡，但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应速度。为此，文中提出了一种复合数字多变量状态空间反馈控制的方法。在检测到暂降发生并在之后的一段时间内采用单数字多变量状态空间反馈法进行控制，进入稳态时通过控制量的分解无缝地切换到双数字多变量状态空间反馈法，检测到暂降结束时再无缝地切换到单数字多变量状态空间反馈法。该方法同时实现了较快的动态响应速度和较高的稳态精度。实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性。     

基于ANSYS的温差发电器性能

温差发电器用作高压电气设备的电源,能够有效解决检测装置的信号和电源隔离问题,并使设备余热得到利用。为了提高温差发电器的性能,本论文研究了影响温差发电器性能的各种因素,并在ANSYS上建立了由单PN结组成的热电单偶的三维模型。分别在稳态和瞬态条件下,研究了几种不同的绝缘填充物和散热片翅片高度对热电单偶的冷热两端温差和输出电压的影响。结果表明,随着冷端散热片翅片高度的增高,稳态时冷热两端温差和输出电压增大到逐渐趋于稳定;随着PN结的缝隙之间所添加的绝缘填充物的热导率的增大,稳态时冷热两端的温差和输出电压减小到逐渐趋于稳定。通过实验结果对比分析,仿真结果得到了进一步验证。     

基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器最小能量控制

构造了基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器,根据该装置直流母线电压可控的特点,提出了基于直流母线电压控制的最小能量控制方案。该方案通过控制直流母线电压的幅值,实现了有功功率从电网经十二脉波二极管整流器到直流电压母线的可控传输,减少了对斩波器输出有功功率的需求,降低了超导磁体的储能量,延长了电压暂降的补偿时间。同时,文中还对控制系统进行了整体设计,实现了动态电压的补偿和最小能量控制。仿真结果证明了所提控制策略的可行性。     

硝基苯法合成4-氨基二苯胺中间体的研究

以苯胺和硝基苯为原料,在复合催化剂作用下合成了4-氨基二苯胺的中间体。对影响反应的主要因素进行了优化．其最佳工艺条件为：催化剂加入量155g,苯胺与硝基苯的摩尔比6：1,滴加时间120min,保温时间70min,反应温度75℃．硝基苯转化率99％以上,选择性达到96％以上。     

10kA高温超导电缆系统绝缘

为确定10kA直流高温超导电缆(10kA超导电缆)本体和测控系统绝缘水平,讨论了其本体结构特点和电场分布特点以及绝缘水平的影响因素;对Pt100型铂电阻温度传感器进行了耐压、耐流试验;构建了由模型电缆和模拟测控回路组成的系统并对其进行耐压试验。结果表明温度传感器在5kV情况下耐压情况良好,但较大电流容易导致其损坏;高压下普通密封转换端子外壳对温度传感器针脚放电并导致传感器损坏,需设计专用密封端子。研究认为10kA超导电缆本体绝缘设计需适当提高绝缘耐压水平,测控系统浮电位设计满足10kA超导电缆工作状态下的测控需要,但测控系统绝缘设计中需防止产生因高压产生的局部放电电流加载于测量回路,10kA超导电缆系统集成后进行的系统耐压测试表明其绝缘系统满足运行要求。     

用于10kV变电站的超导储能系统的监控系统设计

超导储能系统（SMES）中包括高温磁体系统、DC／DC变换系统、换流器输出系统等几大部分,系统的安全稳定高效运行建立在各个子系统的正常工作的基础上。针对1MJ／500kV·A／10kV超导储能系统中各个子系统复杂的运行状态和大量的系统运行数据需要实时进行监控的问题,设计了一套基于CAN总线技术的新型监控系统,并给出了该系统的硬件组成、软件设计及实现方法。实验证明该系统能够可靠地完成监控目标。     

基于单端量的柔性直流电网故障识别方案

直流线路故障的快速、可靠识别是基于架空线路的大容量、高电压柔性直流输电系统发展的关键技术之一,因而分析了模块化多电平换流器型高压直流系统直流线路短路故障后线路两端限流电抗器上的电压变化情况,提出了一套仅利用单端暂态量的柔性直流电网故障识别方案。该方案利用低压作为启动判据,利用限流电抗器上的电压变化率大小和极性确定故障区间,利用检测到的零模故障分量的多少确定故障极。在PSCAD搭建了张北四端柔性直流电网仿真模型,并考虑混合式直流断路器动作过程、过渡电阻、限流电抗器和桥臂电抗器大小等对保护方案性能的影响。仿真结果表明：所提出的保护方案能在各种情况下快速、准确识别故障,且无需通信,无需复杂的数据处理和分析,数据采样频率要求低,满足柔性直流输电系统对保护的要求。     

直流混合型断路器与直流故障限流器的匹配研究

目前,直流断路器的开断容量还难以达到直流电网的要求,通过限流器和断路器的配合是解决问题的有效方式之一。本文在分析混合型直流断路器开断原理及其特性的基础上,对断路器与直流限流器的配合问题进行研究。首先,以ABB公司混合型直流断路器为例,通过PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,对其开断原理和过程进行分析;然后,根据直流电网电压等级、开断电流大小和开断过程IGBT承受电压电流等不同要求,研究限流器对断路器的影响,进而确定匹配原则;最后,通过故障状态分析计算确定限流器的参数。