一、换流变压器内部暂态电场分析（论文文献综述）
邢法财[1]（2021）在《含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题研究》文中研究说明立足于电力系统电源侧非同步机化的大趋势,为提升电力系统在非同步机电源大规模接入背景下的安全稳定水平,有必要对含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题展开广泛而深入的理论研究。在前人研究工作的基础上,本文在非同步机电源模型研究、宽频谐振分析方法和宽频谐振抑制措施等方面开展了进一步的研究工作,以完善含非同步机电源电力系统宽频谐振问题研究的理论体系,本文的主要研究工作如下:1)从定性和定量两方面研究了三相两电平并网逆变器的宽频扰动响应特性。定性层面,借助时空相矢图阐述了“坐标变换的频率平衡关系”等概念,并确定了扰动分量在逆变器内部传递的主要特征（传递路径、频率分布及关键节点变量）。定量层面,推导了逆变器内部关键节点变量之间的扰动传递函数、以及逆变器的端口阻抗模型;分析了稳态运行点、外环控制器和锁相环对逆变器端口阻抗特性的影响,分析发现它们对逆变器端口阻抗特性的影响有限,在分析远离系统工频频段的谐振问题时可忽略其影响。2)从定性和定量两方面研究了双馈感应风力发电机（Doubly-Fed Induction Wind Generator,DFIG）的宽频扰动响应特性。定性层面,确定了扰动分量在异步发电机并网单元和电网侧换流器并网单元内部传递的主要特征。定量层面,推导了这两个并网单元内部关键节点变量之间的扰动传递函数、以及它们的端口阻抗模型;分析了独立并网单元端口阻抗和运行转速对DFIG整体端口阻抗的影响,分析发现在1 Hz～100 Hz的频段内DFIG主要表现为异步发电机并网单元的端口阻抗特性,受运行转速的影响较大,而在100 Hz～2000 Hz的频段内DFIG主要表现为电网侧换流器并网单元的端口阻抗特性,不受运行转速的影响。3)从定性和定量两方面研究了柔性直流换流站的宽频扰动响应特性。定性层面,确定了扰动分量在柔性直流换流站内部传递的主要特征。定量层面,建立了模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）本体的全相时域状态空间模型;借助三角函数运算法则和傅里叶级数阐述了周期性变量乘积运算的频率、相序平衡关系;推导了柔性直流换流站内部关键节点变量之间的扰动传递矩阵、以及其端口阻抗解析计算模型;探讨了稳态运行点、外环控制器和锁相环对柔性直流换流站端口阻抗特性的影响,分析发现稳态运行点和锁相环对换流站在1 Hz～100 Hz频段内的端口阻抗特性均有一定的影响,而外环控制器对换流站端口阻抗特性的影响有限。4)基于负电阻效应研究了宽频谐振问题的内在机理和评估谐振风险的特征指标。从电路谐振分析的角度出发,介绍了基于负电阻效应的谐振机理分析理论（简称为“负电阻效应理论”）,归纳了含非同步机电源电力系统宽频谐振不稳定的两个决定要素—系统的谐振频率点和非同步机电源的负电阻效应;结合两电平逆变器并网系统、DFIG经串补送出系统和柔性直流换流站接入系统算例论证了该理论的有效性。谐振风险评估方面,通过简化近似分析推导了逆变器端口阻抗和DFIG转子回路阻抗的宽频近似模型,并据此提出了描述其负电阻效应以及容性效应的特征指标,算例分析表明所定义的特征指标可以用来定性评估逆变器并网系统和DFIG经串补送出系统的谐振不稳定风险。5)研究了适用于大规模含多非同步机电源电力系统的宽频谐振分析方法。从电力网络谐振结构分析的角度出发,介绍了基于s域节点导纳矩阵的电力系统宽频谐振分析方法（简称为“s域节点导纳矩阵法”）,并论证了其与奈奎斯特稳定判据的一致性。结合IEEE 9节点标准算例系统,采用该方法分析了非同步机电源并网点位置、并网容量以及电力系统运行方式对系统宽频谐振问题的影响;结合国内某风力发电基地送出电网的具体数据,采用该方法分析了不同风力发电机控制器参数下该地区电网的宽频谐振问题。分析结果表明,非同步机电源的并网点位置、并网容量、控制器参数设置以及电力系统的运行方式均会对含非同步机电源电力系统的网络谐振结构产生一定的影响,导致其存在一定的谐振不稳定风险。6)提出了含非同步机电源电力系统宽频谐振问题的抑制措施。从基于负电阻效应解释的宽频谐振机理出发,归纳了3种抑制含非同步机电源电力系统宽频谐振问题的基本思路—改变系统的谐振频率点、提高系统的正电阻阻尼和削弱非同步机电源的负电阻效应。结合具体的含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题,提出了应用于电力系统一次系统和二次系统的具体抑制措施:a)针对串补送出系统配置旁路阻尼滤波器,用以改变系统的谐振频率点;b)针对网架结构薄弱系统加强输电网络的网架结构,用以改变系统的谐振频率点和提高系统的正电阻阻尼;c)调整优化非同步机电源的控制器参数,用以改变系统的谐振频率点和削弱非同步机电源的负电阻效应。所提出的谐振抑制措施均通过电磁暂态仿真进行了验证。
王晟嘉[2]（2020）在《海上风电场分闸暂态过电压研究》文中研究表明近年来,随着海上风电技术的进步,海上风电场的规模从风机数量和单机容量上都不断提升,大规模的海上风电并入电网对电力系统产生影响已经受到越来越多的关注。海上风能的随机波动性很大,直驱永磁风机输出电压和功率受到波动的影响导致风机机端变压器两端的真空断路器频繁投切,断路器的操作会导致海底电缆上产生过电压。海上风电系统中的操作过电压具有上升速度快,幅值大,振荡时间长的特点,长期对电气绝缘设备的危害很大,严重影响到设备的安全与可靠运行。因此,本文将对海上风电场分闸操作暂态过电压进行分析,研究抑制设备过电压的有效措施。首先本文对海上风电场分闸操作过电压的形成机理和暂态特性进行分析,根据断路器分闸时过电压的重燃特性,计算分布参数等效模型的过电压,理论分析影响过电压的因素;然后利用电磁暂态仿真软件对海上风电场关键设备高频暂态模型进行自定义建模,对直驱永磁风机按照风力机模块、换流器模块和控制模块和滤波器模块进行建模;对采用频率响应特性模型的海底电缆参数进行误差校正;对考虑高频重燃过电压特性的断路器进行建模;对统一磁路等效变压器模型进行参数设置,使其具有高频响应特性。其次,通过自定义的设备模型,搭建整体海上风电场电力系统模型,对单台风机的电力系统进行分析,分别探究直驱永磁风机组、交流滤波器、低风速下不同功率输出对分闸暂态过电压的影响;再对整体海上风电场进行分析,分析馈线长度和风电场风机运行方式对馈线过电压的影响。最后。基于过电压保护设备原理,搭建不同的限制过电压的设备模型,验证限制过电压设备对线路过电压的抑制效果,结果可以为海上风电场抑制分闸操作过电压保护措施提供参考。
李朋[3]（2021）在《ITER PPEN变压器电气绝缘及热学性能分析和研究》文中认为随着社会经济的高速发展,能源问题显得越来越突出,新能源成为全球能源转型的必然选择。核聚变能是一种清洁（无核污染）、用之不竭的新能源,国际热核聚变实验堆（ITER）计划就是人类为探索核聚变能和平利用的国际大科学工程。ITER磁体电源系统包括脉冲功率电网（PPEN）和稳态功率电网（SSEN）两部分。PPEN变压器作为脉冲功率电网的主设备之一,是保障其它电气设备安全运行的第一道屏障,是确保电网供电安全的关键设备。PPEN变压器电磁设计的合理性、绝缘材料选择和绝缘结构设计的合理性将直接关系到其运行性能。为此,本文主要研究PPEN变压器的电磁特性、绝缘特性和热学性能的计算模型,提出其电气绝缘与热学性能的计算方法,以确保其可以满足脉冲负载的电压耐受需求以及ITER核聚变装置实现等离子体反应的电流和电压需求。论文针对PPEN变压器的负荷特性及使用条件,建立了铁芯和绕组的电磁计算模型,推导了 PPEN变压器的空载损耗及负载损耗的计算方法;基于仿真软件MagNet,提出了采用有限元法对PPEN变压器中的漏磁场进行建模与仿真的方法,得到了变压器的漏磁密分布情况,验证了 PPEN变压器结构设计及电磁分布的合理性。论文基于PPEN变压器主绝缘结构特点,提出了采用有限元法,运用ELECTRO电场计算软件对主绝缘的电场分布进行建模与仿真,得到了主绝缘的电场分布情况,根据仿真结果分析了主绝缘的绝缘裕度,论证了主绝缘的绝缘设计满足标准要求。论文基于PPEN变压器绕组纵绝缘的结构特点,提出了通过在内屏蔽连续式的高压绕组内部布置电容线匝的方式来降低绕组的冲击电压;提出了利用BB-XCX001B电压分布计算软件,建立绕组纵绝缘的等值电路模型,对其波过程进行计算分析,并根据计算结果分析了变压器高压绕组及绕组磁屏蔽的波过程及绝缘薄弱点。论文基于ANSYS仿真软件,建立了 PPEN变压器二维稳态温度场-流体场的数学和物理模型,采用有限元法对变压器的二维温度场进行仿真,得到变压器的温度场及绕组热点位置;采用安德森热点计算公式对绕组热点进行了详细计算,得到了绕组的热点温升;通过在绕组热点位置（预测值）布置光纤探针直接测量了绕组热点温度;对比分析了温度场仿真、热点计算数据和光纤探针测量结果,验证了仿真及计算结果。论文分析了变压器进行绝缘和温升试验的必要性,按照IEC60076.3:2013标准及PPEN变压器技术规范书要求,对PPEN变压器分别进行了外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电试验、雷电冲击试验、操作冲击试验。试验结果表明,此PPEN变压器整体结构具有足够的绝缘强度;按照IEC 60076-2-2011标准要求及PPEN变压器技术规范书要求,对PPEN变压器进行了温升试验,试验结果验证了变压器的温升性能满足标准要求。本文的研究内容及成果,不仅对确保ITER PPEN变压器满足ITER核聚变装置的安全运行具有指导意义,而且对我国未来开展国内核聚变反应堆配套的脉冲电网变压器的自主设计及研制具有参考价值。
杨峰[4]（2019）在《基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究》文中进行了进一步梳理油纸绝缘设备在电力系统中承担着能量转换、电能计量以及绝缘保护等基本功能,其运行状态对电网的整体安全至关重要。受潮会造成油纸绝缘性能下降,是引发设备故障的主要原因之一。目前,基于电介质弛豫理论的频域介电谱（FDS）方法因具有非侵入式测量、抗干扰能力强及测量频段宽泛等优点而被广泛用于油纸绝缘受潮状态的判定。但该方法存在特征量单一、评估结果可靠性差的问题,且目前对油纸设备绝缘状态的研究大多仅侧重于分析绝缘介质介电特性这一自身内部问题,而忽视了运行电压工况这一重要的外界因素对绝缘的影响。因此,研究一种油纸绝缘受潮状态的定量分析方法,并协同考虑油纸绝缘设备在复杂电压因素下的损耗特性及其热效应问题将具有重要的学术意义和工程价值。本文以油纸电容式套管为典型研究对象,以频域介电响应为理论基础,对与频域介电谱的低频及高频分别对应的两方面问题开展了研究:基于低频介电信息,本文采用扩展德拜模型,通过辨识模型参数深入分析参数变化规律同水分含量的关联机制,并通过时频域转换研究进而提出了时频域混合特征参量集用于多参量融合的绝缘受潮状态分析;基于高频介电特性,本文将受潮对油纸绝缘的影响进一步引申为电压因素作用下的损耗特性及其热效应问题,并对复杂电压下的介质损耗计算方法及考虑油纸绝缘非线性介电特征的热电耦合特性进行了研究。论文的研究内容及取得的创新型成果主要有:（1）采用扩展德拜模型对油纸绝缘频域介电响应进行了建模,提出了考虑FDS低频加权及绝缘电阻约束的改进优化模型,并采用了一种遗传算法与Levenberg-Marquardt算法的融合方法进行模型参数辨识。本文验证结果显示,本模型对28组复电容C*-f谱图的拟合优度均达到0.920.99,证实了扩展德拜模型在宽频范围内(10-4Hz103Hz)对FDS的理论适用性,解决了该模型目前仅能匹配时域介电谱,而对FDS重构效果较差的难题,为使用扩展德拜模型解读FDS携带的绝缘状态信息提供了重要基础。（2）提出了模型极化支路介电子谱分析方法,通过子谱峰值特征分析确定主导支路变化模式同原始FDS谱图及样本受潮状态的关联机制,进而选取了绝缘电阻R0、极化支路中按大小递减排列的最大时间常数?（16）、以及?（16）、?（17）支路对应的极化电阻R1、R2这4个油纸绝缘受潮频域介电特征参量,并分别建立了各特征量同水分含量的关系式。（3）通过扩展德拜模型实现了时频域介电响应的相互转换,并提出了用于油纸绝缘受潮状态分析的时频域混合介电特征参量集。基于辨识后的扩展德拜模型计算得出了极化去极化电流和回复电压谱图,并分别从中提取出吸收比K、极化指数P.I.、去极化电流衰减时间t‰1、20s充电时间下的回复电压峰值时间tp这4个时域介电特征量,并融合频域介电特征量组成时频域混合特征参量集用于油纸绝缘受潮状态的综合评估分析。（4）在油纸绝缘介电特性的基础上,进一步计及作用电压因素,针对非正弦的周期性电压类型,以换流阀产生的谐波电压为背景,提出了介质损耗增强系数指标用于表征谐波对介质热效应的影响;针对非平稳暂态电压类型,提出了一种基于四阶龙格库塔（Runge-Kutta Method）算法求解扩展德拜模型输入输出方程求取介质损耗的方法。（5）最后建立了套管的全尺寸电-热耦合仿真模型,并全面计及周期性复杂电压及负荷电流的谐波频谱特性、油纸绝缘介电特性随水分含量、温度及频率的非线性关系、油浸纸及绝缘油的热物性参数随温度的非线性关系三方面的特性问题,通过联合应用有限元分析及数值分析软件获得了套管的损耗及温度场分布,并分析得出了作用电压、负荷电流、环境温度及油浸纸受潮状态等关键因素对损耗及温度场分布的影响规律。
章雪亮[5]（2019）在《CFETR N-NBI样机加速器高压电源设计与关键技术研究》文中研究指明大功率负离子源中性束系统（Negative-ion-based Neutral Beam Injectors,N-NBI）是未来聚变装置必须的辅助加热系统。但是目前我国尚无大功率N-NBI系统的研制经验,为了发展用于中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR）的N-NBI相关技术,国家重点研发计划项目资助研制一套200keV的N-NBI工程样机。其中,加速器高压电源是中性束能量的主要来源,是N-NBI系统的关键组件之一。CFETR N-NBI样机需要一台200kV/25A的直流高压电源为其加速器供电,该电源决定采用与ITER N-NBI加速器高压电源类似的逆变型直流高压电源方案,而我国没有此类高压电源的研制经验。作为国内首套用于聚变辅助加热领域的逆变型直流高压电源,本文根据CFETR N-NBI样机的需求,完成了电源的整体方案设计,对关键部件中点箝位型（Neutral Point Calmped,NPC）三电平逆变器和隔离升压变压器进行了工程设计和研究,并对输出电压纹波和逆变器输出直流分量等运行特性进行了分析研究。通过调研对比决定采用单级逆变型直流高压电源方案作为加速器高压电源的整体方案,主要包括:12脉波晶闸管整流器、直流母线、三相三电平逆变器、隔离升压变压器、高压不控整流器和高压滤波器;分析影响电源性能的参数,研究确定了低压侧直流母线电压和逆变频率这两个关键参数分别为Vdc=5000V、finv=150Hz;对电源各组成环节进行了研究,通过理论分析和数值计算,确定了各环节的方案和基本参数;利用Simulink软件搭建了电路仿真模型,对电源不同工况进行了仿真分析和研究,验证了电源方案设计的合理性。以相桥臂单元为重点,对基于压接型IEGT的大功率NPC三电平逆变器进行了设计和研究。针对三电平应用场合,对IEGT和IGCT进行了大量的单管测试,明确了器件特性;基于单管测试的结果,完成了三电平相桥臂单元的设计工作,通过仿真分析等手段对电、磁、热设计的可靠性进行了研究和验证。研制了一相NPC三电平桥臂,并提出了一种四管动作双脉冲测试法对所设计的相桥臂进行测试,验证了桥臂设计的可靠性。基于本文的研究和设计,样机加速器高压电源的故障关断时间可以降低到100μs内,较ITER同类参数（150μs）有很大的改善。对隔离升压变压器进行了设计和研究。该隔离升压变压器是国内首台非工频的高压大功率方波变压器,本文总结整理了其特殊需求,并给出了针对性的解决方案;以铁芯和绕组为重点,完成了变压器的主体电磁结构设计;利用数值计算和有限元仿真手段对隔离升压变压器的漏磁场及其引起的损耗和温升进行了研究计算,验证隔离升压变压器的热可靠性;通过有限元仿真对隔离升压变压器的主、纵绝缘进行了研究计算,验证了设计的可靠性。对关乎加速器电源性能与安全的输出电压纹波和逆变器输出直流分量进行了研究。通过仿真、理论分析等手段明确了电源的输出电压及其纹波特性,发现了限制输出电压纹波的条件,提出了一种纹波限制措施;研究了逆变器输出直流分量产生的原因、造成的影响和精确提取直流分量的方法,提出了一种适用于CFETR N-NBI样机加速器高压电源的直流分量控制策略;通过电路仿真和小功率原理样机实验分别对输出电压纹波特性的分析和控制以及直流分量的控制进行了验证。本文的设计和研究工作为CFETR N-NBI样机加速器高压电源的研制奠定了坚实的基础,对同类逆变型直流高压电源的设计、研制和运行也具有一定的参考价值。
李歆蔚[6]（2019）在《±800kV换流站交流滤波器过电压及绝缘配合研究》文中指出交流滤波器是常规直流输电的重要组成部分,±800kV特高压换流站交流滤波器场屡次出现在运交流滤波器避雷器频繁动作以及交流滤波器用断路器击穿及爆裂现象,降低了系统运行可靠性,增加了系统运维成本,并严重威胁了电力系统的安全稳定运行。因此本文对交流滤波器组避雷器的异常动作及小组断路器绝缘问题开展了理论分析、仿真验证及实验验证研究。首先,本文基于某±800kV实际直流系统拓扑及参数,受端换流站交流滤波器场和主接线、杂散参数,分析了交流滤波器高频电压建模方法,基于PSCAD/EMTDC建立了交流滤波器过电压仿真模型,并开展了系统稳态运行特性研究。其次,根据在运交流滤波器外绝缘分布,建立了带绝缘支柱的双断口断路器PSCAD等效模型,根据交流滤波器断路器内部结构及参数,基于ANSYS建立了断路器三维静电场有限元仿真模型。然后,分析了交流滤波器典型过电压工况,理论分析并仿真计算了几种典型工况下交流滤波器元件电压及避雷器暂态应力,提出了不同位置的交流滤波器避雷器对应的最严重工况。接着,针对上述计算结果,校验了设备绝缘水平/避雷器的保护水平,优化了放电频繁的避雷器配置方案。最后,理论分析并仿真验证了交流滤波器断路器在断路器事故频发时段即开断电流后5-10ms内的断口电压,同时基于ANSYS有限元软件仿真分析了灭弧室内SF6气体电场分布的变化趋势,提出了电场强度最大值位置点,并对滤波器断路器的绝缘特性进行了综合评估。
黎泉[7]（2019）在《换流变压器宽频建模方法》文中指出换流变压器作为HVDC输电工程中核心设备之一,是连接交流系统和换流器的关键。换流变压器的运行环境恶劣,其运行电压和电流频谱复杂,且频繁受到暂态扰动和直流偏磁的影响。为了避免系统发生谐波谐振和监测变压器运行状态,有必要全面掌握和了解换流变压器的等效建模方法,获取其等效阻抗的变化规律。所以对换流变压器宽频模型的研究是十分必要的。在此背景下,本文做了如下几项研究工作:（1）本文总结了前人的工作,对主流的变压器建模方法和分布参数计算方法做了汇总。然后详细地分析了宽频建模过程中需要考虑的因素和其产生的原理,并描述了各种频变因素在不同频率段的重要性。（2）本文结合变压器的电感表征模型和电容表征模型,得到了换流变压器经典宽频域模型,由于变压器的分布参数和杂散参数随着频率的增加,其分布性越会变得更明显,提出一种换流变压器分段式宽频域建模方法,该模型针对研究的频率段,对变压器进行分段。分别将换流变压器一次侧绕组和二次侧绕组根据其结构和分段数划分成若干个相同单元依次串联,建模过程考虑了变压器电容效应等电磁特性。然后根据换流变压器的物理尺寸及电气参数,在Maxwell 3D仿真软件中建立了换流变压器的三维有限元仿真模型,并对换流变压器的一次绕组和二次绕组内部间耦合电感、耦合电容和对地电容进行了计算,最后计算了电阻参数。（3）本文利用HIOKI IM3570型阻抗测试仪对换流变压器进行测量,测量了换流变压器在网侧短路接地时,阀侧绕组的阻抗值。并在PSCAD软件中搭建换流变压器不同分段数的等效电路模型,仿真结果显示分段模型更能够贴切地反应出换流变压器在高频下产生多个谐振点的特性,更适用于复杂工况下的电路仿真计算和故障分析。然后为了降低模型发生谐振时的品质因数,在杂散电容所在的支路串联了一个固定电阻,将仿真结果与实测数据进行对比,发现在允许的误差范围内换流变压器分段式宽频域模型可以很好地体现其阻抗特性。本文所开展的换流变压器宽频建模方法研究,在工频到一兆赫兹频段内,所建立的模型能够很好地对变压器阻抗特性进行仿真研究,对换流变压器的优化设计有一定的指导意义。（4）本文通过改变变压器宽频分段模型中的电容参数和电感参数,来分析参数变化对其频响曲线的影响,然后利用变压器宽频模型仿真变压器绕组发生辐向变形、轴向变形和匝间短路三种发生频率较高的故障,总结归纳变压器发生三种故障后频响曲线在不同频段上的变化趋势。
吕珺平[8]（2019）在《大容量风电场变压器励磁涌流识别研究》文中提出随着风力发电的快速发展,越来越大容量的风电场并网运行,风电渗透率提高,风电场的故障特性可能对输电网继电保护造成影响,造成保护拒动或者误动。针对双馈感应式异步发电机（Double-Fed Induction Generator）组成的风电场集中接入电网对风电场主变压器继电保护中励磁涌流识别的影响问题,本文主要做了以下几方面的工作:1.理论分析双馈风力发电机组成,包括风力机数学模型、发电机数学模型和换流器模型,并对网侧和转子侧换流器控制策略进行分析,为实现风电场低电压穿越搭建了Crowbar保护电路。并在PSCAD/EMTDC平台搭建双馈风电场并网系统。2.理论分析双馈风电场升压变区内故障时风场提供故障电流,主要分析严重故障下Crowbar保护投入情况下风电场侧故障电流,得到短路电流表达式,对短路电流组成部分定量分析。并通过仿真波形进行对比验证。3.在Matlab平台编写利用二次谐波含量识别涌流和利用波形不对称系数识别涌流的程序。分析两种方法在风电场升压变区内故障时的适应性,理论分析可得风电场短路电流的暂态直流分量和暂态交流分量都会使得励磁涌流识别计算结果不准确,可能误动。提出一种简单的滤直算法减小短路电流暂态直流影响,最后仿真分析对比改进前后的励磁涌流识别效果。4.在PSCAD/EMTDC平台仿真得到变压器在不同合闸角的励磁涌流,使用改进识别方法进行分析,为了降低滤直算法对间断角较大时励磁涌流识别准确性的影响,增加基于PWM波形特征的涌流识别判据,提高灵敏性。仿真分析利用PWM波形调制和波形不对称系数组成的2判据励磁涌流识别方法的有效性。
王仁[9]（2018）在《换流变压器交、直流电场分析与仿真》文中提出近年来随着我国电力行业的飞速发展,整个电力系统也正朝着高电压、大容量的趋势发展。尤其是今年我国直流输电技术的兴起,包括目前正在建设中的昌吉-古泉直流输电工程,其直流输电电压已经达到± 11 OOkV,此电压水平为世界最高的直流输电电压等级。作为直流输电系统中最重要设备之一的换流电压器,其安全性决定了局部、甚至整个输电网络的可靠性。由于换流变压器的运行工况特点,每台换流变压器将在出厂试验将分别进行交流外施、直流外施、直流极性反转的考核。本文将基于某台已经通过试验的工程产品为基础,结合解析法、边界元、有限仿真在对于交流外施、直流外施、直流极性反转电压作用下换流变压器绝缘系统的电场分布的不同特点进行深入讨论,以及如何进行电场优化,降低电场强度。本文的首先主要介绍了目前国内外目前用于变压器的绝缘结构电场分析发展现状,以及目前本文重点解决的问题。主要介绍了解析法、边界限元、有限元的基本理论,以IES electro 2D边界元,Infolytica Elecnet 2D、3D有限元工程仿真软件的仿真应用。针对换流变压器绝缘结构在交流电压下的电场分布特点,利用数学解析法与2D边界相结合的方法进行深入研究,主要包括变压器内部均匀电场进行分析以及如何进行均匀区域的电场优化;以及端部区域的不均匀电场分布,将对绕组端部的不均匀电场分布系数进行详细讨论,分析电场不均匀系数与形状的关联性,以及如何进行端部交流电场的优化设计。针对换流变压器绝缘结构在直流外施电压作用下的电场分布特性,并讨论结合2D有限元分析换流变压器的交、直流电场分布的不同特点,在不同的切割面仿真对于直流电场分析的影响,外施加直流电场在不同温度条件下的分布情况经如何进行相关的直流外施直流电场优化。本章节还将换流变压器在直流极性反转试验下的暂态过程进行电场分析,深入讨论暂态下在纸板与油中电场的变化趋势。本文最后对交流、直流电场仿真结果进行对比,以及如何展开对于相应的仿真结果进行有效的评估,通过VBA的编程语言对仿真结果进行程序化评估。
陈鹤林[10]（2018）在《风电直流并网关键技术研究》文中研究表明随着经济的不断发展,社会对于能源的需求与日俱增,随着环境问题日益严重,可再生能源越来越受到关注,人们对于可再生能源的需求和要求也在不断提升。风能作为可再生能源中的一员,拥有巨大的潜能。将风能转化为电能,是风能利用的主要方式。风能资源大多远离负荷中心,大容量远距离输电适合采用直流系统,对于需要采用电缆并网的海上风电,也适合采用直流系统。因此,本文针对在风电场直流系统并网研究过程中遇到的问题,从风力发电机、直流输电系统、风电场集电系统电压控制、风电直流系统故障响应、故障穿越控制方法等各个方面开展工作,进行深入研究。本文的主要内容如下:（1）研究目前常用风力发电机的结构、功能和控制,包括双馈异步风力发电机（Doubly Fed Induction Generator,DFIG）和永磁直驱风力发电机（Direct Driven Permanent Magnet Synchronous Generator,DD-PMSG）,从风力发电机的结构入手,分析各个部分的数学模型,进一步分析其在正常状态下和故障状态下的数学模型和控制,详细推导其数学模型,设计在不同场合的控制方法,解释其运行原理和相应特性。在PSCAD/EMTDC平台上搭建双馈异步风力发电机和永磁直驱风力发电机详细仿真模型算例,进行相应研究。通过理论分析和模型仿真,明确风力发电机结构与功能,掌握风力发电机控制与保护。（2）研究风电场二电平 VSC-HVDC（Voltage Sourced Converter based High Voltage Direct Current Transmission,VSC-HVDC）直流并网系统,针对孤岛及海上风电场集电系统电压建立问题,提出有关二电平VSC风电场侧换流站针对风电场集电系统交流电压控制方法,有效建立风电场集电系统交流电压,适合用于风电并网。针对风电场二电平VSC-HVDC直流并网系统暂态响应问题,系统分别在风速变化、风电场集电系统故障、电网交流系统故障等一系列常见场景进行暂态特性分析,结合电网故障情形提出新型交互协调控制,有助于提高系统暂态特性和故障穿越能力。（3）研究风电场 MMC-HVDC（Modular Multilevel Converter based High Voltage Direct Current Transmission,MMC-HVDC）直流并网系统,针对孤岛及海上风电场集电系统电压建立问题,结合MMC具体运行特性,提出适用于MMC建立风电场集电系统交流电压控制方法,采用MMC电压直接控制方法,可用于风电并网,仿真结果验证所提适用于MMC建立风电场集电系统交流电压控制方法可以有效提供风电并网交流电压。针对风电场MMC-HVDC直流并网系统暂态响应问题,在风速变化、风电场集电系统故障、电网交流系统故障、直流单极接地故障等一系列常见场景进行暂态特性分析,系统也具有一定的故障穿越能力。（4）研究风电场 C-MMC-HVDC（MMC using Clamping Double Sub-Module based High Voltage Direct Current,C-MMC-HVDC）直流并网系统,针对这种新型风电场并网方式,根据C-MMC拓扑结构的特性,提出C-MMC用于风电直流并网的相应控制,包括风电场侧换流站WFC-MMC（Wind Farm Side C-MMC）中风电场集电系统电压控制和电网侧换流站GSC-MMC（Grid Side C-MMC）中直流电压控制。针对C-MMC处理直流故障的能力,进一步分析C-MMC闭锁机理,阐述其闭锁以及故障穿越方法和本质。针对风电场直流并网系统直流故障,提出通过C-MMC换流站闭锁、重启动、Crowbar技术配合一系列关键开关开断、导通,实现风电场直流并网系统直流故障穿越。详细说明如何在直流故障发生时期和故障结束后恢复时期有关C-MMC换流站、Crowbar技术以及关键位置开关的具体配合,有效提高风电直流并网系统的暂态稳定性,在保护风电直流系统同时,为电力系统稳定性增加保障。
二、换流变压器内部暂态电场分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、换流变压器内部暂态电场分析（论文提纲范文）
（1）含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 含非同步机电源电力系统宽频谐振问题的概述 |
| 1.2.1 与以往电力系统稳定性问题的对比 |
| 1.2.2 电力系统稳定性分类及术语定义的探索 |
| 1.3 含非同步机电源电力系统宽频谐振问题的研究现状 |
| 1.3.1 非同步机电源的模型研究 |
| 1.3.2 宽频谐振问题的分析方法 |
| 1.3.3 宽频谐振问题的抑制措施 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 两电平并网逆变器的宽频扰动响应特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 两电平并网逆变器的典型结构 |
| 2.2.1 电能变换的拓扑结构 |
| 2.2.2 信号测量与控制系统 |
| 2.3 两电平并网逆变器的宽频扰动响应特性 |
| 2.3.1 “坐标变换的频率平衡关系”等概念的解释 |
| 2.3.2 扰动分量在逆变器内部传递的定性描述 |
| 2.3.3 扰动分量在逆变器内部传递的解析描述 |
| 2.4 两电平并网逆变器的宽频端口阻抗模型 |
| 2.4.1 端口阻抗模型的定义说明 |
| 2.4.2 端口阻抗模型的解析推导 |
| 2.4.3 端口阻抗模型的仿真验证 |
| 2.4.4 端口阻抗特性的影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 双馈感应风力发电机的宽频扰动响应特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双馈感应风力发电机的典型结构 |
| 3.2.1 功率输送的一次系统 |
| 3.2.2 信号测量与控制系统 |
| 3.3 双馈感应风力发电机的宽频扰动响应特性 |
| 3.3.1 双馈感应风力发电机的结构简化模型 |
| 3.3.2 “异步电机定/转子的频率平衡关系”概念的解释 |
| 3.3.3 扰动分量在风力发电机内部传递的定性描述 |
| 3.3.4 扰动分量在风力发电机内部传递的解析描述 |
| 3.4 双馈感应风力发电机的宽频端口阻抗模型 |
| 3.4.1 异步发电机的等效扰动电路 |
| 3.4.2 端口阻抗模型的解析推导 |
| 3.4.3 端口阻抗模型的仿真验证 |
| 3.4.4 端口阻抗特性的影响因素分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 柔性直流换流站的宽频扰动响应特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔性直流换流站的基本结构 |
| 4.2.1 功率输送的一次系统 |
| 4.2.2 信号测量与控制系统 |
| 4.3 柔性直流换流站的宽频扰动响应特性 |
| 4.3.1 柔性直流换流站一次系统的全相时域状态空间模型 |
| 4.3.2 “乘积运算的频率、相序平衡关系”概念的解释 |
| 4.3.3 扰动分量在换流站内部传递的定性描述 |
| 4.3.4 扰动分量在换流站内部传递的解析描述 |
| 4.4 柔性直流换流站的宽频端口阻抗模型 |
| 4.4.1 端口阻抗模型的解析计算 |
| 4.4.2 端口阻抗模型的仿真验证 |
| 4.4.3 端口阻抗特性的影响因素分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于负电阻效应的宽频谐振机理解释与评估指标研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于负电阻效应的谐振分析理论 |
| 5.2.1 负电阻效应理论的简要介绍 |
| 5.2.2 与奈奎斯特稳定判据的一致性说明 |
| 5.3 含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题 |
| 5.3.1 两电平逆变器并网系统的宽频谐振问题 |
| 5.3.2 双馈感应风力发电机经串补送出系统的宽频谐振问题 |
| 5.3.3 柔性直流换流站接入系统的宽频谐振问题 |
| 5.4 两电平逆变器并网系统的宽频谐振风险评估 |
| 5.4.1 逆变器端口阻抗的近似模型 |
| 5.4.2 逆变器负电阻效应的特征指标 |
| 5.4.3 逆变器容性效应的特征指标 |
| 5.4.4 特征指标的有效性验证 |
| 5.5 双馈感应风力发电机经串补送出系统的宽频谐振风险评估 |
| 5.5.1 转子回路的等效近似电阻 |
| 5.5.2 转子回路负电阻效应的特征指标 |
| 5.5.3 特征指标的有效性验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 大规模含多非同步机电源电力系统的谐振分析方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于s域节点导纳矩阵的电力系统宽频谐振分析方法 |
| 6.2.1 s域节点导纳矩阵法的简要介绍 |
| 6.2.2 与奈奎斯特稳定判据的一致性说明 |
| 6.3 IEEE9 节点标准算例系统的宽频谐振问题研究 |
| 6.3.1 非同步机电源并网点位置的影响研究 |
| 6.3.2 非同步机电源装机容量的影响研究 |
| 6.3.3 电力系统运行方式的影响研究 |
| 6.4 实际电网的宽频谐振问题研究 |
| 6.4.1 某地区电网的简要介绍 |
| 6.4.2 宽频谐振问题的分析与验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 宽频谐振问题的抑制措施研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 宽频谐振不稳定问题抑制的基本思路 |
| 7.2.1 改变系统的谐振频率点 |
| 7.2.2 提高系统的正电阻阻尼 |
| 7.2.3 削弱非同步机电源的负电阻效应 |
| 7.3 应用于电力系统一次系统的谐振抑制措施研究 |
| 7.3.1 配置旁路阻尼滤波器 |
| 7.3.2 加强输电网络的网架结构 |
| 7.4 应用于电力系统二次系统的谐振抑制措施研究 |
| 7.4.1 调整优化控制器参数 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 三相两电平并网逆变器的控制系统参数 |
| 附录 B 双馈感应风力发电机的控制系统参数 |
| 附录 C 柔性直流换流站的控制系统参数 |
| 附录 D IEEE9 节点标准算例系统的基本参数 |
| 附录 E 国内某地区电网主要电力设备的基本参数 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（2）海上风电场分闸暂态过电压研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外海上风电发展和现状 |
| 1.3 海上风电场典型机型概述 |
| 1.3.1 双馈感应发电机 |
| 1.3.2 直驱永磁发电机 |
| 1.4 海上风电系统稳定问题研究现状 |
| 1.4.1 海上风电场并网稳定性分析 |
| 1.4.2 海上风电电气系统线路优化 |
| 1.4.3 海上风电低电压穿越技术 |
| 1.4.4 海上风电暂态过电压 |
| 1.5 论文主要工作及文章安排 |
| 第二章 海上风电场操作暂态过电压形成机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电力系统的暂态过电压波形特征 |
| 2.3 暂态过电压波过程分析 |
| 2.3.1 暂态过电压波过程与行波 |
| 2.3.2 波阻抗与波速 |
| 2.3.3 波的折反射 |
| 2.4 海上风电场操作暂态过电压问题描述 |
| 2.4.1 海上风电暂态过电压形成机理 |
| 2.4.2 断路器分闸操作的暂态过电压计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 海上风电系统关键设备暂态模型建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直驱永磁风机发电系统模型 |
| 3.2.1 风力驱动模型 |
| 3.2.2 永磁直驱发电机模型 |
| 3.2.3 背靠背换流器模型 |
| 3.2.4 无源滤波器模型 |
| 3.3 考虑频率响应特性的海底电缆模型 |
| 3.3.1 频率响应特性的电缆模型 |
| 3.3.2 海底电缆参数修正和选择 |
| 3.4 考虑重燃预击穿情况真空断路器模型 |
| 3.5 考虑频率响应特性的机端升压电压器模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 海上风电系统操作暂态过电压仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 海上风电场电气接线设计和设备参数设定 |
| 4.3 单风机系统对分闸过电压因素 |
| 4.3.1 不同工况对分闸暂态过电压的影响 |
| 4.3.2 交流滤波器对分闸操作过电压的影响 |
| 4.3.3 低风速下风机输出功率对分闸操作过电压的影响 |
| 4.4 集电系统电气参数对分闸过电压因素 |
| 4.4.1 电缆长度对分闸过电压的影响 |
| 4.4.2 馈线上风机运行方式对分闸过电压的影响 |
| 4.5 限制分闸过电压措施研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）ITER PPEN变压器电气绝缘及热学性能分析和研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 ITER计划概述 |
| 1.1.2 ITER电源系统 |
| 1.1.3 脉冲功率电站(PPEN) |
| 1.1.4 PPEN变压器 |
| 1.2 国内外大型变压器研究现状 |
| 1.2.1 变压器电场计算研究现状 |
| 1.2.2 变压器波过程计算研究现状 |
| 1.2.3 变压器温度场及绕组热点研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 PPEN变压器电磁及损耗计算 |
| 2.1 变压器电磁计算基础 |
| 2.1.1 变压器主要技术参数 |
| 2.1.2 铁芯的计算及设计 |
| 2.1.3 绕组的计算及布局 |
| 2.2 变压器漏磁 |
| 2.2.1 漏磁场数学建模 |
| 2.2.2 漏磁场仿真计算 |
| 2.3 变压器损耗计算分析 |
| 2.3.1 空载损耗计算 |
| 2.3.2 负载损耗计算 |
| 2.3.3 总损耗计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PPEN变压器主绝缘设计 |
| 3.1 变压器主绝缘结构 |
| 3.1.1 变压器绕组绝缘水平 |
| 3.1.2 变压器主绝缘结构 |
| 3.2 电场数值计算与分析 |
| 3.2.1 数学建模 |
| 3.2.2 主绝缘结构物理模型 |
| 3.2.3 仿真结果及分析 |
| 3.2.4 绝缘裕度分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 PPEN变压器高压绕组纵绝缘及波过程研究 |
| 4.1 高压绕组纵绝缘结构 |
| 4.2 高压绕组波过程等值电路 |
| 4.3 高压绕组内屏蔽纵向电容的计算 |
| 4.4 高压绕组波过程仿真 |
| 4.4.1 雷电冲击波形数学表达式 |
| 4.4.2 雷电冲击全波分析 |
| 4.4.3 雷电冲击截波分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 PPEN变压器温升机理与绕组热点的研究 |
| 5.1 油浸式变压器产热机理与热量传递 |
| 5.1.1 油浸式变压器产热机理 |
| 5.1.2 变压器内部热量传递过程 |
| 5.2 变压器温度场仿真计算 |
| 5.2.1 热传导过程数学建模 |
| 5.2.2 PPEN变压器物理建模 |
| 5.2.3 温度场仿真结果分析 |
| 5.3 绕组热点温升计算 |
| 5.3.1 顶油温升计算 |
| 5.3.2 绕组铜油温差计算 |
| 5.3.3 绕组热点温升计算 |
| 5.4 绕组热点测量实现 |
| 5.4.1 测量方法选取 |
| 5.4.2 测量点选取 |
| 5.4.3 光纤探针布置 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 PPEN变压器试验验证 |
| 6.1 绝缘试验 |
| 6.1.1 外施耐压试验 |
| 6.1.2 感应电压(局放)试验 |
| 6.1.3 雷电冲击试验 |
| 6.1.4 操作冲击试验 |
| 6.2 温升试验 |
| 6.2.1 温升试验综述 |
| 6.2.2 短路法温升试验 |
| 6.2.3 温升分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读博士期间发表的学术论文 |
（4）基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 介电响应方法研究现状 |
| 1.2.1 时域介电响应方法 |
| 1.2.2 频域介电响应方法 |
| 1.3 基于介电响应等效模型的油纸绝缘受潮诊断方法研究现状 |
| 1.3.1 油纸绝缘介电响应等效模型 |
| 1.3.2 介电响应等效模型参数辨识 |
| 1.3.3 基于模型参数的状态特征量提取 |
| 1.4 套管热电耦合分析研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 油纸电容式套管受潮模拟实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 油纸电容式套管的结构及主要故障类型 |
| 2.3 试验套管模型及介电响应测试平台 |
| 2.3.1 试验套管模型的结构 |
| 2.3.2 测试平台 |
| 2.4 电容芯子的吸潮处理及介电响应测量 |
| 2.5 试验结果分析 |
| 2.5.1 温度对FDS的影响规律及其校正方法 |
| 2.5.2 水分对FDS的影响规律 |
| 2.6 小结 |
| 3 油纸绝缘宽频等效模型参数辨识及受潮特征量研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扩展德拜模型 |
| 3.3 基于GA-LMA的模型参数辨识 |
| 3.4 扩展德拜模型参数辨识结果及分析 |
| 3.4.1 计算结果 |
| 3.4.2 温度对扩展德拜模型参数的影响规律 |
| 3.4.3 水分含量对扩展德拜模型参数的影响规律 |
| 3.5 油纸绝缘频域介电子谱特性分析 |
| 3.6 极化去极化电流分析 |
| 3.7 回复电压分析 |
| 3.8 油纸绝缘受潮介电特征量的主成分分析 |
| 3.9 实例分析 |
| 3.9.1 真型 126k V油纸电容式套管人工受潮实验 |
| 3.9.2 基于最小距离的介电特征识别算法 |
| 3.9.3 试验套管受潮评估验证 |
| 3.10 小结 |
| 4 谐波及暂态电压下油纸绝缘设备介质损耗特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 谐波电压作用下介质损耗的计算 |
| 4.2.1 直流输电系统仿真模型 |
| 4.2.2 仿真结果及介质损耗的计算 |
| 4.2.3 实验验证 |
| 4.3 暂态电压作用下的介质损耗计算 |
| 4.3.1 四阶龙格库塔法原理及其稳定性 |
| 4.3.2 暂态电压作用下的功率计算 |
| 4.4 小结 |
| 5 复杂电压条件下套管热电耦合仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 套管的发热和传热过程 |
| 5.2.1 电场计算数学模型 |
| 5.2.2 涡流场计算数学模型 |
| 5.2.3 温度场计算数学模型 |
| 5.2.4 热电-耦合模型 |
| 5.3 计及电容芯子介电参数频率温度特性的电热耦合计算 |
| 5.3.1 油浸纸和绝缘油介电参数的测量 |
| 5.3.2 油浸纸和绝缘油热物性参数的测量 |
| 5.3.3 非线性迭代原理 |
| 5.3.4 有限元几何模型及网格剖分 |
| 5.3.5 激励及边界条件 |
| 5.4 计算结果分析 |
| 5.4.1 电场分布特征分析 |
| 5.4.2 损耗分布特征分析 |
| 5.4.3 温度场分布特征分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| C. 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（5）CFETR N-NBI样机加速器高压电源设计与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 NBI系统简介 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 研究难点与关键技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 CFETR N-NBI样机加速器高压电源方案设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 电源关键参数选择 |
| 2.3 电源方案设计 |
| 2.4 电源仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 逆变器设计 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 主开关管选择 |
| 3.3 IEGT单管测试 |
| 3.4 逆变器结构设计 |
| 3.5 逆变器热分析 |
| 3.6 桥臂测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 隔离升压变压器设计 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 电磁设计 |
| 4.3 漏磁场及温升验证 |
| 4.4 主纵绝缘验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 运行特性分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 电源输出电压纹波特性分析 |
| 5.3 逆变器输出直流分量分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间发表的论文目录 |
（6）±800kV换流站交流滤波器过电压及绝缘配合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 交流滤波器故障分析 |
| 1.2.2 交流滤波器过电压保护与绝缘配合 |
| 1.2.3 交流滤波器断路器内外绝缘性能研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 直流系统参数及建模 |
| 2.1 直流系统直流侧基本结构及参数 |
| 2.1.1 系统结构及参数 |
| 2.1.2 运行方式及控制保护 |
| 2.2 仿真建模 |
| 2.2.1 系统仿真模型 |
| 2.2.2 系统稳态运行特性 |
| 2.3 交流滤波器断路器仿真模型 |
| 2.3.1 断路器外绝缘仿真模型 |
| 2.3.2 断路器内绝缘仿真模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 交流滤波器内部过电压 |
| 3.1 典型过电压工况理论分析 |
| 3.2 滤波器投入 |
| 3.2.1 合闸相角的影响 |
| 3.2.2 直流输送功率的影响 |
| 3.2.3 实测录波与仿真波形对比 |
| 3.3 交流母线故障 |
| 3.4 交流滤波器母线故障 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 交流滤波器绝缘配合 |
| 4.1 避雷器过电压决定性工况 |
| 4.2 设备绝缘水平校核 |
| 4.3 绝缘配合方案的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 交流滤波器断路器绝缘分析 |
| 5.1 断路器单断口分压理论分析 |
| 5.2 暂态电压结果分析 |
| 5.3 断路器灭弧室内绝缘强度 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附表 |
（7）换流变压器宽频建模方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 变压器模型研究现状 |
| 1.2.2 变压器分布参数计算方法研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究工作 |
| 第2章 变压器宽频电磁分析 |
| 2.1 传导电流和位移电流 |
| 2.2 铁心特性 |
| 2.3 变压器中的损耗 |
| 2.4 电容效应 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 换流变压器宽频模型的建立及参数计算 |
| 3.1 换流变压器宽频机理模型 |
| 3.1.1 电感特性表征 |
| 3.1.2 电容效应表征 |
| 3.1.3 换流变压器宽频模型 |
| 3.2 换流变压器宽频模型参数计算方法 |
| 3.2.1 电容参数计算 |
| 3.2.2 电感参数计算 |
| 3.2.3 电阻参数计算 |
| 3.3 400kV换流变压器宽频模型的分布参数计算 |
| 3.3.1 变压器参数 |
| 3.3.2 有限元软件Maxwell3D简介 |
| 3.3.3 400kV换流变压器电容参数的计算 |
| 3.3.4 400kV换流变压器电感参数和电阻参数的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 换流变压器宽频模型验证及应用 |
| 4.1 实验验证 |
| 4.2 考虑集肤效应的宽频模型 |
| 4.3 模型参数变化对频响曲线的影响仿真研究 |
| 4.3.1 匝间电容参数变化对频响曲线的影响 |
| 4.3.2 对地电容参数变化对频响曲线的影响 |
| 4.3.3 电感参数变化对频响曲线的影响 |
| 4.4 变压器绕组不同变形故障的频响特性仿真研究 |
| 4.4.1 辐向变形 |
| 4.4.2 轴向变形 |
| 4.4.3 匝间短路 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的主要学术成果 |
| 附录B 单相双绕组换流变压器双柱并联分段式宽频域模型 |
| 致谢 |
（8）大容量风电场变压器励磁涌流识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文工作 |
| 2 风电场短路电流特性分析 |
| 2.1 双馈风力发电机一次回路模型 |
| 2.1.1 风力机数学模型 |
| 2.1.2 发电机数学模型 |
| 2.1.3 换流器模型 |
| 2.2 双馈感应式发电机控制系统模型 |
| 2.2.1 转子侧换流器控制 |
| 2.2.2 网侧换流器控制 |
| 2.2.3 低电压穿越控制 |
| 2.3 双馈风机短路电流表达式 |
| 2.3.1 传统双馈风机等效阻抗计算 |
| 2.3.2 基于撬棒保护的双馈风机的短路计算模型 |
| 2.4 仿真验证 |
| 2.4.1 不同类型故障下短路电流分析 |
| 2.4.2 不同撬棒阻值的短路电流分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 风电场升压变压器常用励磁涌流识别判据的适应性分析与改进 |
| 3.1 变压器差动保护常用励磁涌流识别方法的适应性分析 |
| 3.1.1 变压器二次谐波识别励磁涌流 |
| 3.1.2 频率偏移及衰减直流对傅里叶工频算法的影响 |
| 3.1.3 升压变励磁涌流识别仿真分析 |
| 3.2 基于波形不对称系数原理励磁涌流识别方法的适应性分析 |
| 3.2.1 电流波形不对称系数识别励磁涌流的原理 |
| 3.2.2 频率偏移及衰减直流对波形不对称系数原理的影响 |
| 3.2.3 升压变励磁涌流识别仿真分析 |
| 3.3 滤除衰减直流分量的算法及其改进 |
| 3.3.1 滤除衰减直流分量算法原理 |
| 3.3.2 滤除衰减直流分量算法验证 |
| 3.3.3 采用滤直算法的改进励磁涌流识别仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 风电场升压变压器的励磁涌流识别方法 |
| 4.1 变压器空载合闸励磁涌流 |
| 4.1.1 励磁涌流产生原理 |
| 4.1.2 励磁涌流识别仿真分析 |
| 4.2 基于PWM波形特征的励磁涌流判据 |
| 4.2.1 基于PWM波形特征的励磁涌流识别判据原理 |
| 4.2.2 基于PWM波形特征的励磁涌流识别判据仿真分析 |
| 4.3 多判据励磁涌流识别仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）换流变压器交、直流电场分析与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 发展现状 |
| 1.2.1 国内现状 |
| 1.2.2 国外现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 电场分析解析法与仿真 |
| 2.1 电场基础理论 |
| 2.2 电场分析解析法 |
| 2.3 电场分析边界元法 |
| 2.4 电场分析有限元法 |
| 第三章 换流变压器交流电场仿真及绝缘优化 |
| 3.1 交流均匀电场分布仿真 |
| 3.1.1 同相绕组中部电场分析 |
| 3.1.2 绕组相间电场分析 |
| 3.1.3 交流场中部均匀电场优化 |
| 3.2 交流不均匀电场分布仿真 |
| 3.2.1 绕组端部不均匀电场分析 |
| 3.2.2 交流场端部不均匀电场优化 |
| 3.3 结论 |
| 第四章 换流变压器直流电场仿真及绝缘优化 |
| 4.1 外施直流电场分布仿真 |
| 4.2 不同温度条件下直流电场分布 |
| 4.3 外施直流电场的优化 |
| 4.4 直流极性反转电场分析 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 仿真结果评估方法及程序化 |
| 5.1 交流电场条件下起始局放评估方法 |
| 5.2 直流电场条件下沿面爬电评估方法 |
| 5.3 不同评估方法的程序化 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）风电直流并网关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的及意义 |
| 1.2 课题的研究现状 |
| 1.2.1 风力发电机研究现状 |
| 1.2.2 直流系统研究现状 |
| 1.2.3 风电直流并网系统研究现状 |
| 1.2.4 风电场直流并网集电系统电压建立方法 |
| 1.2.5 风电直流并网系统电网故障穿越方法 |
| 1.2.6 风电直流并网系统直流故障穿越方法 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 风力发电机数学模型和仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双馈异步风力发电机 |
| 2.2.1 风力机模型 |
| 2.2.2 轴系传动装置模型 |
| 2.2.3 异步发电机模型 |
| 2.2.4 转子侧换流器模型与控制 |
| 2.2.5 电网侧换流器模型与控制 |
| 2.2.6 低电压穿越控制 |
| 2.2.7 PSCAD/EMTDC模型搭建和仿真验证 |
| 2.3 永磁直驱风力发电机 |
| 2.3.1 风力机模型 |
| 2.3.2 轴系传动装置模型 |
| 2.3.3 永磁同步发电机模型 |
| 2.3.4 电机侧换流器模型与控制 |
| 2.3.5 电网侧换流器模型与控制 |
| 2.3.6 低电压穿越控制 |
| 2.3.7 PSCAD/EMTDC模型搭建和仿真验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 海上风电场二电平柔性直流输电并网系统暂态特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 并网VSC-HVDC模型及其控制 |
| 3.2.1 风电场侧换流器模型及其控制 |
| 3.2.2 电网侧换流器模型及其控制 |
| 3.3 故障期间换流器站间交互协调控制 |
| 3.4 直驱式永磁风电场通过VSC-HVDC并网仿真验证 |
| 3.4.1 风速发生改变时风电场并网系统响应 |
| 3.4.2 风电场集电系统故障系统暂态响应 |
| 3.4.3 电网交流系统故障系统暂态响应 |
| 3.4.4 加入换流站交互协调控制后的电网交流系统故障系统暂态响应 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 海上风电场MMC-HVDC并网系统暂态行为分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 并网MMC-HVDC模型及其控制 |
| 4.2.1 风电场并网MMC模型及阀级控制 |
| 4.2.2 风电场侧MMC换流站模型及其控制 |
| 4.2.3 电网侧MMC换流站模型及其控制 |
| 4.3 海上风电场通过MMC-HVDC并网仿真模型建立 |
| 4.4 仿真结果及分析 |
| 4.4.1 风速发生改变时风电场并网系统响应 |
| 4.4.2 风电场集电系统故障时系统暂态响应 |
| 4.4.3 电网交流系统故障时系统暂态响应 |
| 4.4.4 MMC-HVDC单极直流故障系统暂态响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 风电场C-MMC-HVDC并网系统直流故障穿越研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 并网C-MMC-HVDC模型及其控制 |
| 5.2.1 C-MMC拓扑结构及基本控制 |
| 5.2.2 WFC-MMC换流站模型及其控制 |
| 5.2.3 GSC-MMC换流站模型及其控制 |
| 5.3 C-MMC闭锁机理分析 |
| 5.4 风电场C-MMC并网系统直流故障穿越方法 |
| 5.4.1 直流故障风电场并网系统控制 |
| 5.4.2 故障恢复风电场并网系统重启动控制 |
| 5.5 风电场通过C-MMC-HVDC并网仿真模型建立 |
| 5.6 仿真结果及分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
四、换流变压器内部暂态电场分析（论文参考文献）
- [1]含非同步机电源电力系统的宽频谐振问题研究[D]. 邢法财. 浙江大学, 2021(01)
- [2]海上风电场分闸暂态过电压研究[D]. 王晟嘉. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]ITER PPEN变压器电气绝缘及热学性能分析和研究[D]. 李朋. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [4]基于介电等值模型的套管受潮状态分析及热电耦合仿真研究[D]. 杨峰. 重庆大学, 2019(01)
- [5]CFETR N-NBI样机加速器高压电源设计与关键技术研究[D]. 章雪亮. 华中科技大学, 2019(01)
- [6]±800kV换流站交流滤波器过电压及绝缘配合研究[D]. 李歆蔚. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]换流变压器宽频建模方法[D]. 黎泉. 湖南大学, 2019(06)
- [8]大容量风电场变压器励磁涌流识别研究[D]. 吕珺平. 南京理工大学, 2019(06)
- [9]换流变压器交、直流电场分析与仿真[D]. 王仁. 华南理工大学, 2018(05)
- [10]风电直流并网关键技术研究[D]. 陈鹤林. 浙江大学, 2018(06)