本文選題：電力系統(tǒng)可靠性　切入點：供電可靠性　出處：《華中科技大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：更高的電力系統(tǒng)可靠性是電力供應(yīng)商追求的目標(biāo),也是電力用戶的客觀要求。電網(wǎng)規(guī)模越來越大,越來越復(fù)雜,特別是工業(yè)敏感負(fù)荷比重越來越大,以及含有分布式電源的微網(wǎng)大量接入電網(wǎng)等情況,給電力系統(tǒng)可靠性提出了挑戰(zhàn)。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子裝置容量也越來越大,技術(shù)越來越成熟,因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用,為提高電力系統(tǒng)可靠性提供了有效技術(shù)途徑。本文研究的主要內(nèi)容即為采用大功率電力電子技術(shù)提高電力系統(tǒng)供電可靠性,包括以下幾個方面： 首先研究了一種基于儲能和柴油發(fā)電機(jī)的可靠供電系統(tǒng),詳細(xì)分析了系統(tǒng)各個部分?jǐn)?shù)學(xué)模型及控制策略,研究了系統(tǒng)工作原理、工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換、切換控制策略、儲能柴油機(jī)協(xié)調(diào)控制等內(nèi)容。仿真表明系統(tǒng)在各工作狀態(tài)及狀態(tài)切換過程中控制性能良好,可有效提高工業(yè)敏感負(fù)荷的供電可靠性。 然后研究了中低壓轉(zhuǎn)換開關(guān)系統(tǒng),轉(zhuǎn)換開關(guān)是大型工業(yè)敏感負(fù)荷雙電源或多電源供電系統(tǒng)中的重要部分。文中介紹了一種400V/1000kVA混合式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)工作原理及切換控制策略,并通過現(xiàn)場實驗和試運行驗證了各種切換控制策略的正確性,文中研制的混合式轉(zhuǎn)換開關(guān)大大縮短了先前機(jī)械開關(guān)的轉(zhuǎn)換時間,有效提高了應(yīng)用現(xiàn)場敏感負(fù)荷的供電可靠性。文中還研究了10kV靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)帶變壓器負(fù)荷切換過程產(chǎn)生涌流的問題,分析了涌流產(chǎn)生的原因,并提出了一種消除涌流的切換控制策略,仿真和實驗都證明提出的策略能夠有效消除涌流,避免切換失敗,從而在0kV配網(wǎng)一級提高了供電可靠性。 隨后研究了微網(wǎng)供電可靠性相關(guān)問題,主要研究了微網(wǎng)中儲能及變換器并網(wǎng)/離網(wǎng)切換控制策略,提出了一種基于滯環(huán)電流控制的加速離網(wǎng)切換方法,有效縮短了切換導(dǎo)致的電壓跌落時間,仿真和實驗都驗證了該切換方法的有效性,能夠有效提高微網(wǎng)中敏感負(fù)荷的供電可靠性。文中還分析了微網(wǎng)中分布式電源發(fā)生故障的特性,并提出了一種基于功率變化量的微網(wǎng)保護(hù)策略,仿真表明該策略能夠?qū)⑽⒕W(wǎng)中的故障隔離在最小區(qū)域,有助于提高微網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)。 最后,本文研究了儲能型VSC勵磁系統(tǒng)提高發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)可靠性,建立了儲能型VSC勵磁控制的單機(jī)無窮大線性化模型,并提出了基于相位補(bǔ)償?shù)挠泄o功注入控制方法,對比分析了多種阻尼措施的利弊和阻尼效果。仿真表明儲能型VSC勵磁系統(tǒng)能夠提供比傳統(tǒng)晶閘管勵磁及無儲能VSC勵磁更大的阻尼,能夠有效提高電力系統(tǒng)小擾動和大擾動功角穩(wěn)定性。文中還對非儲能型VSC勵磁系統(tǒng)建立了實驗平臺,并進(jìn)行了初步驗證性實驗,為后續(xù)工業(yè)樣機(jī)研制奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Higher reliability of power system is the goal of power suppliers and also the objective requirement of power users.The increasing scale and complexity of the power network, especially the increasing proportion of industrial sensitive load, and the large number of microgrids with distributed power supply, have challenged the reliability of power system.With the development of power electronics technology, the capacity of power electronic devices is becoming larger and larger, and the technology is more and more mature, so it is widely used in power system, which provides an effective technical way to improve the reliability of power system.The main content of this paper is to use high-power power electronics technology to improve the power system power supply reliability, including the following aspects:Firstly, a reliable power supply system based on energy storage and diesel generator is studied. The mathematical models and control strategies of each part of the system are analyzed in detail.Energy storage diesel engine coordinated control and so on.The simulation results show that the control performance of the system is good in the process of working state and state switching, and it can effectively improve the power supply reliability of industrial sensitive load.Then the middle and low voltage switching system is studied, which is an important part of the large industrial sensitive load power supply system.This paper introduces the working principle and switching control strategy of 400V/1000kVA hybrid automatic switching switch, and verifies the correctness of various switching control strategies through field experiments and trial runs.The hybrid switch has greatly shortened the switching time of the previous mechanical switch and effectively improved the power supply reliability of the field sensitive load.In this paper, the problem of inrush current in the load switching process of 10kV static converter switch band transformer is studied, the reasons of inrush current are analyzed, and a switching control strategy to eliminate inrush current is proposed.Simulation and experiments show that the proposed strategy can effectively eliminate inrush and avoid switching failure, thus improving the reliability of power supply in 0kV distribution network.The voltage drop time caused by switching is shortened effectively. Both simulation and experiment show that the method is effective and can effectively improve the reliability of power supply for sensitive load in microgrid.It is helpful to improve the reliability index of microgrid power supply.Finally, the dynamic reliability of energy storage type VSC excitation system is studied, and a single machine infinite linearization model of energy storage type VSC excitation control is established, and an active power and reactive power injection control method based on phase compensation is proposed.The advantages and disadvantages of various damping measures and their damping effects are compared and analyzed.Simulation results show that the energy storage VSC excitation system can provide more damping than the conventional thyristor excitation system and the non-energy storage VSC excitation system, and can effectively improve the power angle stability of the power system with small disturbance and large disturbance.An experimental platform for non-energy storage type VSC excitation system is also established, and a preliminary verification experiment is carried out, which lays a foundation for the development of the subsequent industrial prototype.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM732

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本文編號：1702147