高压直流输电系统换流变压器励磁涌流问题研究的开题报告

高压直流输电系统换流变压器励磁涌流问题研究的开题报
告
一、研究背景及意义：
随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，电力能源需求日益增加。

为了满足这种增长需求，能源不断向远离城市的区域迁移，同时需要越来越长的输电距离和更高的电压水平。

高压直流输电（HVDC）系统在这种情况下变得越来越重要。

在HVDC系统中，换流变压器（HVDC converter transformer）是一种重要的设备，用于变换直流电压水平和电流方向。

在车站侧进行控制调节，使来自交流系统的电力能够转移到HVDC系统中，同时将来自HVDC系统的电力输送到交流系统中。

换流变压器的设施使HVDC系统具有灵活的可调节、可靠的运行特性。

然而，换流变压器的励磁涌流现象是一个重要的问题，影响着HVDC系统稳定和电压调节能力。

在换流器安装或运行过程中，励磁涌流将产生超过其额定极限的瞬时电流，这可能导致交流电源电压失稳、电压波动加剧以及系统的不可逆损坏。

因此，研究HVDC系统中换流变压器的励磁涌流问题具有重要意义。

对励磁涌流进行深入分析，寻找解决问题的途径，可以针对这一问题提出一些有力的预防和解决措施，从而保证HVDC系统的安全稳定运行。

二、研究内容：
1. 换流变压器的励磁涌流特征及产生机理研究。

2. 基于数学模型，分析励磁涌流对换流变压器及HVDC系统的影响。

3. 基于实验和模拟测试，验证模型计算的准确性和可靠性。

4. 探究励磁涌流削弱和抑制的措施及方法，减少其对HVDC系统的影响。

三、研究方法：
本研究将采用多种方法进行：
1. 数值仿真方法：利用电磁场有限元模拟软件ANSYS等对HVDC系统中的换流变压器进行建模和仿真计算，从而得出与励磁涌流相关的重要参数，并对其影响机理进行深入研究。

2. 实验研究方法：搭建基于实际换流变压器的大型试验平台，通过试验测量得到实际数据，进而验证模型计算的准确性和可靠性。

3. 模型优化方法：利用建立的数学模型和实验数据，进行分析和优化，探究励磁涌流的削弱和抑制的措施及方法。

四、预计研究结果：
通过本研究，预计可以得到以下结果：
1. 确定HVDC系统中换流变压器的励磁涌流特征及产生机理。

2. 基于数学模型，深入分析励磁涌流对换流变压器及HVDC系统的影响。

3. 通过模型计算和实验验证，确认模型计算的准确性和可靠性。

4. 提出优化方案，探究励磁涌流的削弱和抑制措施及方法，以保证HVDC系统的安全稳定运行。

五、研究进度安排：
本研究计划分为以下阶段：
1. 研究背景及意义的阐述与分析，确定研究目标及内容。

2. HVDC换流器的原理和励磁涌流特征的探究，建立相关的数学模型。

3. 基于数学模型进行数值仿真计算，并编程实现验证计算的准确性和可靠性。

4. 制作基于实际换流变压器的大型试验平台，并进行实验研究。

5. 综合分析实验数据和模拟计算结果，研究励磁涌流的削弱和抑制措施及方法。

6. 编写论文并进行答辩。

六、参考文献
1. 李维松. 直流输电及控制[M]. 电子工业出版社, 2009.
2. 梁城, 高杨. 高压直流输电系统换流变压器励磁涌流问题研究[J]. 电业技术, 2011, 6: 98-102.
3. 赵基莉. 高压直流输电换流变压器励磁涌流及其控制研究[D]. 华北电力大学, 2017.
4. 陈娜, 刘洁, 陈卫华,等. HVDC换流变压器励磁涌流研究综述[J]. 高压电器, 2019, 55(07): 102-110．
5. 刘华勇, 李莎. 大容量换流变压器励磁涌流特性分析及对控制的影响[J]. 电站系统工程, 2013, 29(6): 60-64,71.。