磁控电抗器的电磁特性及其控制可靠性研究

【摘要】电力系统中的无功补偿与无功平衡,能够改善电力系统的稳定性,提高系统输电能力,这对于改善电能质量、提高电网的经济效益起着重要的作用。从电力行业的发展趋势可以看出,新型无功补偿装置的研发和应用成为了目前电力系统中的一个急需解决的关键技术问题。磁控电抗器正是在这一背景下发展起来的。磁控电抗器(MagneticallyControlledReactor,MCR)是一种新型柔性交流输电装置,谐波含量小,响应速度快,能够随着系统无功的变化而自动平滑地进行相应的调节,是电力系统进行无功补偿和电压调节的一个很好的选择。本文首先对磁控电抗器的工作原理进行了分析,针对磁控电抗器的5种工作状态,建立起相应的数学模型,并对各个状态之间的转换进行了分析。将由数学模型得出的仿真波形与实验波形进行对比,二者较为吻合,验证了该数学模型的正确性。通过观察仿真波形可以发现：直流偏磁越大,其输出电流也越大。这说明了磁控电抗器的输出电流与直流偏磁是密切相关的。因此,直流偏磁的大小决定着磁控电抗器无功的输出。接着,采用有限元分析软件ANSYS对磁控电抗器的磁路进行了仿真分析。建立了磁控电抗器的单相四柱模型。通过ANSYS仿真,对磁控电抗器施加不同幅值的直流,磁控电抗器磁阀部分的磁力线分布和磁感应强度均会相应发生变化。直流越大,磁力线会越密集,磁感应强度也会越大。由于磁感应强度与磁控电抗器的输出电流密切相关,因此直流偏磁影响着磁控电抗器的输出电流,进而影响着磁控电抗器的输出无功功率。由于磁控电抗器的直流偏磁大小是由晶闸管的导通时间控制的,所以整个控制系统中最关键的就是对晶闸管的导通进行可靠控制。本文最后就是从软件和硬件两方面对晶闸管控制的可靠性进行研究。硬件方面分析了采样电路、同步信号电路和晶闸管触发电路,主要是从对电路的保护、谐波的滤除、同步信号的精准、晶闸管的可靠触发等方面进行研究,进而提高硬件电路的可靠性。软件方面分析了FFT算法、脉冲发生程序和PID算法,主要是从减少DSP计算量、提高精确度、保证晶闸管触发时序和自动控制算法的准确等方面进行分析,保证晶闸管触发的可靠性,从而提高软件控制的可靠性。通过硬件和软件两方面的改进,最终实现晶闸管的可靠控制,从而提高磁控电抗器运行的可靠性。
【作者】林桂龙；
【导师】程汉湘；
【作者基本信息】广东工业大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】磁控电抗器；电磁特性；数学模型；ANSYS；可靠性；

【参考文献】
[1]刘桂强.金属离子对DNA结构影响的喇曼光谱研究[D].华南师范大学,光学,2004,硕士.
[2]汪静.金属高能脉冲熔积快速成型系统关键技术研究[D].宁夏大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[3]李优树.全域开放战略的理论思考——成都市开放战略经验总结[J].云南民族大学学报(哲学社会科学版),2014,04:112-119.
[4]贾媛.草木无声—浅谈“草木”在中国画山水中的存在原理及运用[D].河北师范大学,美术,2014,硕士.
[5]张超.研讨会口译难点及策略[D].广东外语外贸大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[6]方李琴.二倍体OT百合2n配子产生及杂交后代鉴定[D].浙江大学,风景园林（专业学位）,2013,硕士.
[7]赵乃迪.网页布局对视觉搜索影响的眼动研究[D].复旦大学,社会学,2012,硕士.
[8]李远香.LTE-A异构网络中基于ABS配置和载波聚合的干扰协调方案研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[9]穆芳.数据挖掘技术在电信大客户管理系统中的应用研究[D].重庆大学,电子与信息工程,2003,硕士.
[10]王诗姮.基于非线性建模的S3R稳定性分析及优化设计[D].北京交通大学,2014.
[11]孙欢欢.《视听表演北京条约》研究[D].浙江工商大学,国际法学,2013,硕士.
[12]易积政.基于机器视觉的锦纶丝染色能力判定[D].五邑大学,模式识别与智能系统,2011,硕士.
[13]郝远强.几种新型光电活性材料的制备及其在染料敏化太阳能电池与分析检测中的应用[D].中南大学,应用化学,2014,博士.
[14]杨孝志.基于双向变流器技术的蓄电池充放电装置的研究[D].合肥工业大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[15]汪晶.基于CdTe的II型水溶性近红外量子点的合成及其分析应用[D].华中农业大学,2013.
[16]蔡晓平.分拣蛋白相关受体L1（SORL1）基因异常与阿尔茨海默病的相关性研究[D].中国人民解放军医学院,神经病学,2013,硕士.
[17]马恩泽.声波测井的井径校正[J].石油地球物理勘探,1982,02:84-89.
[18]敖靖.城市透水性铺装系统对局地热湿气候调节作用的研究[D].哈尔滨工业大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[19]冯帆.复杂度可分级的目标跟踪算法研究[D].华中科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[20]黄群慧.新时期如何积极发展混合所有制经济[J].行政管理改革,2013,12:49-54.
[21]谢井伟.颞叶胶质瘤相关性癫痫的手术治疗及疗效分析[D].郑州大学,神经外科,2013,硕士.
[22]夏芸帆.相邻不可量物侵害的容忍义务研究[D].扬州大学,民商法学,2011,硕士.
[23]苏亮.如何实现就医分流[D].上海大学,社会学,2014,硕士.
[24]杨娣.港口经营人单位责任限制权利问题研究[D].大连海事大学,法律,2014,硕士.
[25]苗玉刚.镁合金薄板焊接工艺及弧长控制[D].大连理工大学,材料加工,2004,硕士.
[26]何勇,边馥苓,季英.GIS空间过程建模系统初探[J].测绘信息与工程,2003,05:22-24.
[27]蒋坤.Copula-MCMC理论在投资组合风险管理上的应用[D].湖南师范大学,统计学,2013,硕士.
[28]黄长春.从硫铁矿烧渣回收铁精粉的研究[D].厦门大学,化学工程,2013,硕士.
[29]徐佳.野生和栽培防风颜色气味与质量的相关性研究[D].北京中医药大学,中药生药学,2014,硕士.
[30]欧阳兴.水彩艺术对插画表现的影响及意义[D].湖南师范大学,美术学,2014,硕士.
[31]凌敬,杜鑫,王松涛,王仲奇.扩压叶栅最佳弯叶片生成线与稠度的关系[J].机械工程学报.
[32]常硕.基于能源管理的节能楼逆向设计与优化[D].河北工业大学,控制工程,2013,硕士.
[33]王辉.基于视觉的实时手势跟踪与识别及其在人机交互中的应用[D].浙江大学,2008.
[34]宋宇辰,孟海东.基于DM的购物篮分析ES知识库构建[J].商场现代化,2005,11:152-153.
[35]许继良.楠溪江拟建水库对城市防洪的作用研究[D].浙江大学,水利工程（专业学位）,2012,硕士.
[36]景洋.成渝经济区电子信息产业集群竞争力研究[D].重庆工商大学,产业经济学,2014,硕士.
[37]刘长宜.液压角振动台专用摆动马达设计及控制策略的研究[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2014,硕士.
[38]张丹丹.对北京体育大学四名业余少年铅球运动员训练特征的研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[39]胡义赛.H.263/H.263+视频编解码器的研究与实现[D].大连理工大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[40]尹作涛.日本語と中国語における可能表现についての对照研究[D].内蒙古大学,日语语言文学,2014,硕士.
[41]彭霄,谈发堂,王维,乔学亮,陈建国.纳米银/石墨烯复合物对导电胶性能的影响[J].电子元件与材料,2014,04:33-36+39.
[42]姚峰.水下机器人基础运动控制体系结构及运动控制技术研究[D].哈尔滨工程大学,机械电子工程,2012,硕士.
[43]石豪.装炉组合专家系统的研究与开发[D].大连理工大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[44]谭利娜.文本图像鲁棒认证技术研究[D].湖南大学,2012.
[45]于建华,范闽光,李斌,董丽辉,张飞跃.混合相二氧化钛石墨烯复合物的制备及光催化性能（英文）[J].物理化学学报,2015,03:519-526.
[46]吴勇文.CPU/GPU异构集群并行计算模型研究[D].国防科学技术大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[47]高博.经济欠发达地区县级文化馆建筑设计研究[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2004,硕士.
[48]崔桂香,许春晓,张兆顺.湍流大涡数值模拟进展[J].空气动力学学报,2004,02:121-129.
[49]匡林华.葡萄糖对糖尿病患者外周血内皮祖细胞的影响及机制研究[D].南昌大学,内科学,2014,硕士.
[50]王全磊.隧道二次衬砌混凝土的抗裂性能研究[D].长安大学,材料学,2014,硕士.