Диссертация (Повышение управляемости фазоповоротных устройств с тиристорными коммутаторами)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Повышение управляемости фазоповоротных устройств с тиристорными коммутаторами". PDF-файл из архива "Повышение управляемости фазоповоротных устройств с тиристорными коммутаторами", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«Национальный исследовательский университет «МЭИ»На правах рукописиФедорова Мария ИгоревнаПОВЫШЕНИЕ УПРАВЛЯЕМОСТИ ФАЗОПОВОРОТНЫХУСТРОЙСТВ С ТИРИСТОРНЫМИ КОММУТАТОРАМИСпециальность 05.09.12 – Силовая электроникаДиссертация на соскание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук,доцент Ремизевич Т.В.Москва 20162ОглавлениеВведение ..................................................................................................................................................
4Глава 1. Выбор объекта исследования и обзор алгоритмов управления ФПУ с тиристорнымкоммутатором ....................................................................................................................................... 101.1Обзор фазоповоротных устройств ....................................................................................... 101.2Классификация ФПУ с полупроводниковым управлением .............................................. 171.3Фазоповоротное устройство с тиристорным коммутатором и симметричнымрегулированием ................................................................................................................................
221.4Проблемы и особенности существующих алгоритмов управления ФПУ с тиристорнымкоммутатором ................................................................................................................................... 261.5Цель и задачи исследований ................................................................................................. 321.6Алгоритм управления с переключением тиристорного коммутатора в нуле тока ......... 331.7Методология исследований .................................................................................................. 391.8Имитационная модель системы управления тиристорным коммутатором прииспользовании алгоритма управления с переключением в нуле тока ........................................
441.9Выводы по главе 1 ................................................................................................................. 51Глава 2. Разработка аналитических моделей и анализ режимов работы ФПУ при переключении внуле тока ТК ......................................................................................................................................... 522.1Развитие аналитических моделей для полнофазных режимов работы ФПУ .................. 522.1.1Аналитическая модель установившегося полнофазного симметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 522.1.2Аналитическая модель установившегося полнофазного несимметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 602.2Разработка аналитических моделей для неполнофазных режимов работы ФПУ ...........
662.2.1Аналитическая модель установившегося неполнофазного симметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 662.2.2Аналитическая модель установившегося неполнофазного несимметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 742.3Верификация аналитических моделей для различных режимов работы ФПУ ............... 802.3.1Верификация аналитической модели полнофазного симметричного режима работыФПУ в энергосистеме ................................................................................................................... 802.3.2Верификация аналитической модели неполнофазного симметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ......................................................................................................
842.3.3Верификация аналитической модели полнофазного несимметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 892.3.4Верификация аналитической модели неполнофазного несимметричного режимаработы ФПУ в энергосистеме ...................................................................................................... 932.4Валидация аналитических моделей режимов работы ФПУ на физическом макете ....... 9732.5Выводы по главе 2 ...............................................................................................................
107Глава 3. Исследование реализуемости алгоритма управления с переключением ТКв нуле тока........................................................................................................................................... 1083.1Основные характеристики полнофазного симметричного режима работы ФПУ ........ 1093.2Влияние режимов работы ФПУ на линию электропередачи при переключении поалгоритму в нуле тока ТК .............................................................................................................. 1223.3Исследование перераспределения фазных токов коммутатора во времяпереключения ..................................................................................................................................
1353.4Влияние процессов на фазные напряжения коммутатора во время переключения ..... 1423.5Влияние процессов на вентили во время переключения и условия запираемостивентилей........................................................................................................................................... 1523.6Реализация и быстродействие алгоритма управления с переключением в нуле тока ТК нафизической модели......................................................................................................................... 1693.7Режим защитного отключения ТК ФПУ путем снятия импульсов управления со всех фазтиристорного коммутатора ............................................................................................................
1753.8Выводы по главе 3 ............................................................................................................... 181Глава 4. Разработка методики выбора тиристоров на основе показателей надежности и расчетныхзначений коэффициентов перенапряжений при переключении по алгоритму в нуле тока ТК . 1824.1Разработка методики расчета надежности ТК ФПУ ........................................................ 1824.1.1Расчетпараметровфункциираспределенияинтенсивностиотказовтиристоров ТК .............................................................................................................................
1844.1.2Расчет вероятности безотказной работы высоковольтных двунаправленныхтиристорных ключей различной конфигурации и параметров надежности ТК................... 1914.2Cравнение результатов расчета надежности и выбор рациональной конфигурациидвунаправленных тиристорных ключей для ТК с переключением на разрешенных временныхинтервалах и в нуле тока................................................................................................................ 1934.3Методика выбора конфигурации тиристорного коммутатора при использованииалгоритма переключения ТК в нуле тока ..................................................................................... 2034.4Выводы по главе 4 ...............................................................................................................
204Заключение ......................................................................................................................................... 206Список литературы ............................................................................................................................ 208Приложение 1. Аналитическиевыражениядляполнофазногоинеполнофазногонесимметричного режимов работы ФПУ ........................................................................................ 216Приложение 2. Свидетельства интеллектуальной собственности.................................................
2514ВведениеАктуальность темы исследования. Данная работа посвящена одной из актуальных задачэлектроэнергетики – управлению режимами работы энергосистемы с целью регулированияпотоков электроэнергии в сложных сетях. Для ее решения активно развиваются технологиигибких (управляемых) систем электропередач переменного тока FACTS (Flexible AlternativeCurrent Transmission Systems) [2, 20, 27, 33, 64, 75, 77, 78], которые по сути являются одной изподсистем технологии «умных линий» Smart Grid.
Устройства FACTS позволяют воздействоватьна характеристики передачи электроэнергии с целью направленного перераспределения потоковмощности в сложных замкнутых электрических сетях; ограничения перегрузки электрическихсетей более низкого напряжения, шунтированных линиями более высокого напряжения;снижения транспортных потерь активной мощности; повышения статической и динамическойустойчивости энергосистемы; улучшения пропускной способности линий и качестваэлектроэнергии.В воздушных линиях электропередачи (ВЛ) электроэнергетических систем естественноераспределение потоков мощности не всегда является оптимальным. Чаще всего с такойпроблемой можно столкнуться в системах с большим количеством параллельных линийразличного класса напряжений и длины. Функция фазоповоротного устройства (ФПУ)заключается в создании дополнительной продольной комплексной вольтодобавки в местеустановки. ФПУ являются перспективным решением проблемы управления линиямиэлектропередачи [13, 25, 74, 87].
В зарубежной электроэнергетике существуют примерыфазоповоротных трансформаторов (ФПТ) с устройствами регулирования под нагрузкой (РПН)[21, 81, 82, 89], но они не отличаются быстродействием за счет наличия механическихпереключателей и последовательной смены фазы напряжения.Быстродействие – крайне важный фактор ввиду того, что ФПУ должно быстро реагироватьна различные режимы работы ВЛ. При достаточном быстродействии ФПУ повышаетустойчивость энергетической системы. ФПУ с тиристорным коммутатором (ТК) вместопереключателей – быстродействующее устройство [31, 65, 71, 76, 80], допускающеепроизвольную, а не последовательную смену фазы напряжения.
