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文檔簡介
1、近年來國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,促使電力行業(yè)的用電需求和電能質(zhì)量要求的不斷提高。由于我國幅員遼闊、能源主要集中在西部地區(qū),而負(fù)荷主要集中在東部沿海地區(qū),這種不均勻分布的特點(diǎn),使得遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)成為解決問題的重要手段。隨著超高壓跨區(qū)域遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)展,以及電力電子技術(shù)的進(jìn)步,使得電網(wǎng)無功功率的需求越來越大。同時,廣泛采用的大功率的沖擊性負(fù)荷也會帶來電網(wǎng)電壓的波動、閃變、畸變等問題,造成電力設(shè)備的使用壽命縮短,嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此,保
2、證電網(wǎng)的無功功率平衡,對改善電能質(zhì)量、提高供電可靠性、維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義。
磁控電抗器在無功補(bǔ)償方面體現(xiàn)著良好的優(yōu)勢,它是通過改變直流勵磁來影響鐵芯的飽和程度,達(dá)到調(diào)節(jié)其等效輸出電抗的目的,從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)其輸出容量的特點(diǎn)。此外,對線路傳輸功率的提高、工頻過電壓的限制和潛供電流的抑制等方面都具有明顯效果。因此,對磁控電抗器的特性研究有著非常重要的意義。
本文以10kV磁控電抗器樣機(jī)參數(shù)作為仿真模
3、型的數(shù)據(jù)來源,圍繞其本體結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁特性、數(shù)學(xué)建模和軟件仿真等幾個方面展開研究。
首先對磁控電抗器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了簡要介紹,并且推導(dǎo)出其等效數(shù)學(xué)模型。同時,對鐵磁材料的磁滯特性和磁滯理論的主要內(nèi)容作了簡要介紹,并以Jiles-Atherton磁滯模型推導(dǎo)出的微分方程為例,分析方程的每個參數(shù)對磁滯回線的影響。此外,利用MATLAB軟件建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)磁滯模型,將磁滯回線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練預(yù)測后的輸出值進(jìn)行對比
4、分析,通過誤差的趨勢變化圖檢驗(yàn)出網(wǎng)絡(luò)性能較好。采用該種方法建立磁滯模型避免了傳統(tǒng)磁滯模型數(shù)學(xué)推導(dǎo)的復(fù)雜性,并且體現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確性。
其次,基于磁控電抗器等效數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ),在MATLAB/SIMULINK平臺上搭建了磁控電抗器的電路模型,仿真分析其電路特性,通過調(diào)節(jié)晶閘管不同觸發(fā)角,得到不同工況下的工作繞組電流。仿真結(jié)果表明隨著晶閘管的不斷減小,工作電流值不斷增加,表明此時直流偏磁程度越來越大,使得鐵芯趨于深度飽和狀態(tài)。另
5、外,并基于實(shí)際磁滯回線的數(shù)據(jù)計算得出的電流波形,與仿真的電流波形兩者進(jìn)行比較分析,結(jié)果顯示兩者波形變化基本吻合,證明了所搭建的電路模型的正確性,也為磁控電抗器的研究工作提供了較為方便的一種方法。
最后,利用Ansoft Maxwell軟件建立了磁控電抗器的磁路模型,仿真分析其磁路特性。對控制直流繞組設(shè)置不同激勵的情況下,分析每種工況下磁控電抗器的磁力線和磁通密度的分布場圖情況。在一個周期內(nèi)的磁力線變化場圖顯示出,上半周期內(nèi)磁力
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