二次绕组反相SEN Transformer潮流控制理论与方法

   前言


第1章引言


1.1课题背景及意义


1.2国内外研究现状


1.2.1电磁式潮流控制装置原理概述


1.2.2ST及其变种的研究现状


1.2.3ST及其变种的控制系统研究


1.2.4电子式有载分接开关及其保护系统的


研究现状


第2章考虑多绕组耦合的ST电磁解析


模型


2.1工作原理


2.2ST电磁耦合模型


2.2.1ST的磁路结构分析


2.2.2磁路等效计算模型


2.3ST电气解析模型


2.4算例分析


2.4.1算例1：ST电磁解析计算


2.4.2算例2：ST串联电压补偿时域仿真


2.5本章小结


第3章基于对偶原理的三相五柱式SEN


Transformer准稳态模型


3.1三相五柱式ST的准稳态模型


3.1.1工作原理


3.1.2三相五柱式ST的磁路结构分析


3.1.3三相五柱式ST的计算模型


3.1.4三相五柱式ST的电气解析模型


3.2模型参数计算


3.2.1铁心参数


3.2.2电感参数


3.3算例分析


3.3.1算例1：模型验证


3.3.2算例2：三相五柱式ST在故障情况下的短路电流


3.3.3算例3：不同铁心结构的ST在不平衡负载情况下的比较


3.4结论


第4章基于UMEC的双芯SEN Transformer电磁暂态模型


4.1TCST的结构与原理


4.2TCST的电磁暂态模型


4.2.1TCST串联变压器的电磁暂态模型


4.2.2TCST励磁变压器的电磁暂态模型


4.2.3参数计算


4.2.4TCST暂态仿真流程


4.3算例分析


4.3.1算例1：模型有效性验证


4.3.2算例2：双芯结构影响分析


4.4本章小结


第5章EST的工作原理和有载调压分接头置位算法


5.1EST的工作原理


5.1.1EST的拓扑图


5.1.2EST的运行域分析


5.2EST的分接头控制策略


5.2.1EST的分接头结构介绍


5.2.2EST的分接头控制算法


5.3本章小结


第6章适用于统一迭代潮流计算的EST稳态模型


6.1适用于统一迭代潮流计算的EST模型概述


6.1.1EST的稳态模型


6.1.2EST的功率不平衡方程


6.2含EST的潮流计算步骤和流程图


6.3算例分析


6.3.1算例1：一个修改的IEEE 6机30节点系统


6.3.2算例2：一个修改的IEEE 54机118节点系统


6.4本章小结


第7章含EST的电网优化潮流控制策略研究


7.1三点估计法与NSGA-Ⅱ原理介绍


7.1.1三点估计法理论基础


7.1.2NSGA-Ⅱ原理


7.2含有EST电力系统的概率潮流计算方法


7.2.1风电和负荷的概率模型


7.2.2含有EST的电网概率潮流计算流程


7.3含EST电网的优化潮流控制策略


7.3.1电力系统可预测性指标


7.3.2目标函数


7.3.3约束条件


7.3.4基于NSGA-Ⅱ的解算方法


7.4算例分析


7.4.1参数设置


7.4.2不同风电渗透率下EST的调控策略


7.5本章小结


第8章基于电子式有载分接开关的扩展型SEN Transformer


开关暂态建模及分析


8.1EST的工作原理


8.2EOLTC的开关暂态解析模型


8.2.1EOLTC的稳态电压和稳态电流解析表达


8.2.2EOLTC的换级过程解析表达


8.3算例分析


8.3.1算例1：小容量EOLTC换级过程分析


8.3.2算例2：大容量EST换级过程分析和串联电压调节有效性


8.4本章小结


第9章不同潮流控制模式下EST的短路电流分析


9.1基于相分量法的EST解耦模型


9.1.1EST的端口数学模型


9.1.2中性点经阻抗接地时的模型拓展


9.2EST的短路故障计算


9.2.1单相接地故障


9.2.2其他故障


9.3算例分析


9.3.1参数设置


9.3.2短路故障有效性的验证


9.3.3不同潮流控制模式下的EST短路电流分析


9.4本章小结


第10章基于电子式有载分接开关的扩展型SEN Transformer的


保护系统研究


10.1EST保护系统设计准则


10.1.1IGBT的驱动电路


10.1.2驱动电路和短路保护


10.1.3过电流和过电压保护与撬棒电路


10.1.4电压尖峰保护


10.1.5大气放电保护


10.2EST保护系统设计与仿真测试


10.2.1EOLTC和保护系统的电压要求


10.2.2EOLTC和保护系统的电流要求


10.2.3过电流和过电压保护系统设计与仿真测试


10.2.4电压尖峰保护系统设计与仿真测试


10.2.5大气放电保护系统设计


10.3本章小结


第11章双芯扩展型SEN Transformer的控制系统设计研究


11.1TCEST的控制系统


11.1.1电压调节模式


11.1.2相角调节模式


11.1.3潮流调节模式


11.2算例分析


11.2.1算例1：电压调节模式下的有效性验证


11.2.2算例2：相角调节模式下的有效性验证


11.2.3算例3：潮流调节模式下的有效性验证


11.2.4算例4：TCEST与SCST的性能对比


11.2.5算例5：TCEST与UPFC的性能对比


11.3本章小结


第12章结论与建议


12.1主要结论


12.2后续工作建议


附录


附录A


A-1UMEC等效磁路各节点的磁通代数方程和等效磁路的节点


关联矩阵


A-2式(8-16)中的系数


附录B


B-1修改的IEEE 54机118节点系统解析计算与仿真结果比较


B-2扩展型SEN Transformer的相分量模型推导


附录C


C-1TCST和电气系统主要参数设置


C-2励磁变压器等效磁路节点关联矩阵


附录D


D-1ST的电气连接图


D-2三相五柱式ST基本电磁关系的等效电路模型


D-3三相五柱式ST一次侧并联A、B、C三相等效电路


D-4三相五柱式ST二次侧串联A、B、C三相等效电路


D-5短路故障时仿真与解析电流


附录E


E-1式（3-1）中导纳矩阵的元素


E-2式（3-2）中电流电压矩阵


E-3式（3-3）中对角矩阵以及电流电压矩阵的元素


附录F


F-1外接电气系统参数


F-2三相五柱式ST结构参数


参考文献