TCR支路损耗研究

摘要

2008年低温雨雪冰冻灾害之后某500kV变电站安装了直流融冰兼SVC(Static Var Compensator)装置。但是经过测量而知TCR(晶闸管控制电抗器)支路损耗较大,由于目前国内外没有计算晶闸管阀组网损的行业标准,IEEE Std1031-2011提供了用于设备选型时晶闸管阀组损耗的参考,与晶闸管阀组实际损耗值差距较大,不可作为变电站计算晶闸管阀组损耗的标准。本论文对晶闸管阀组及TCR中的电抗器损耗进行了深入研究。
　　对晶闸管阀组通态损耗提出了一种新的算法,新的算法利用了一种更精确的晶闸管管压降模型,推导公式使得晶闸管阀组导通状态损耗计算值明显低于 IEEE Std1031-2011推荐的晶闸管阀组导通状态损耗公式计算值,推导公式对IEEE Std1031-2011推荐公式有较大改进。对晶闸管阀组阻尼损耗公式做了理论推导,找出了晶闸管阀组阻尼损耗产生偏差的原因。对于晶闸管阀组阻态损耗较小,国内外文献及相关标准仅仅提到晶闸管阀组阻态损耗较小没有指出晶闸管阀组阻态损耗计算公式。本文通过理论推导得出了阻态损耗计算公式,并用一例子证实阻态损耗不超过230W。对TCR中的电抗器损耗推导出另一种计算公式,该计算方法利用 TCR中的电抗器的平均电流,而 IEEE Std1031-2011对 TCR中的电抗器损耗推荐公式利用的是电流的有效值,二者计算结果相对误差不超过3％,且二者与RTDS(Real Time Digital Simulator)仿真值均非常接近。
　　本文利用RTDS搭建模型进行仿真,某变电站的RTDS仿真包含电力器件的仿真和控制部分仿真两大部。电力器件的仿真可细分为500kV侧电网的简化仿真和SVC仿真模型(换流变压器仿真模型和TCR支路仿真模型以及固定电容器组仿真模型);SVC控制部分仿真包含母线电压测量仿真模型、SVC有功、无功测量仿真模型、PI控制器仿真模型、晶闸管导通角计算、触发脉冲模块仿真等。通过仿真验证上述推导出公式的合理性。

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第一章 绪论

1.1变电站简介

1.2 国内外对TCR支路的研究现状

1.3 本文研究意义

1.4 本课题研究的重要内容

第二章 晶闸管损耗的推荐公式与推导公式

2.1 概述

2.2 晶闸管通态损耗的推荐公式与推导公式

2.3晶闸管开通损耗[1]

2.4晶闸管阀组关断损耗

2.5晶闸管阀组阻断状态损耗

2.6 TCR中电抗器损耗推荐公式与推导公式

2.7 晶闸管阀阻尼损耗

2.8 TCR中电抗器储存能量

2.9 TCR支路总损耗

2.10 本章小结

第三章 某变电站RTDS仿真模型

3.1.500kV侧电网的简化仿真

3.2 SVC仿真模型

3.3 SVC控制部分仿真

3.4本章小结

第四章 某变电站SVC损耗分析

4.1通态损耗两种计算值分析

4.2阻尼损耗计算值分析

4.3晶闸管阀组开通损耗计算值分析

4.4 晶闸管阀组关断损耗两种计算值分析

4.5阻态损耗计算值分析

4.6水冷却系统损耗

4.7 TCR中的电抗器损耗

4.8 不同损耗大小比较

4.9 阀组的总损耗

4.10损耗仿真值与实测值比较

4.11小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文与研究成果