分裂式光伏升壓變壓器的研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：光伏升壓變壓器作為光伏電站的重要設(shè)備,它將逆變器中輸送的交流電進(jìn)行適當(dāng)升壓后輸送給相應(yīng)的電網(wǎng)。因此開(kāi)展對(duì)光伏升壓變壓器的設(shè)計(jì)研究,使其具備一定的低電壓穿越能力和良好的阻抗經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特性,滿(mǎn)足光伏發(fā)電所具有的波動(dòng)性、間歇性要求,保證大型并網(wǎng)光伏電站能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義。本文在閱讀了大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和主要技術(shù)參數(shù),將傳統(tǒng)的光伏升壓變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為軸向雙分裂這一結(jié)構(gòu)型式。在建立了軸向雙分裂變壓器等效電路和磁路模型的基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)其漏磁場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析。另外,本文對(duì)軸向雙分裂變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷技術(shù)參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了推導(dǎo)。其次,本文根據(jù)仿真后阻抗電壓的大小,論證了分裂式光伏升壓變壓器具有低電壓穿越能力這一理論。通過(guò)對(duì)光伏電站的構(gòu)成、運(yùn)行方式和并網(wǎng)光伏電站的技術(shù)要求進(jìn)行分析研究,完成了分裂式光伏升壓變壓器的具體電磁設(shè)計(jì)方案。并且依據(jù)變壓器十年變電成本原理,得出分裂式光伏升壓變壓器的應(yīng)用具有明顯的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。最后,利用ANSYS仿真軟件對(duì)軸向雙分裂光伏升壓變壓器的穿越阻抗、半穿越阻抗、分裂阻抗進(jìn)行了分析計(jì)算,在仿真結(jié)果中驗(yàn)證了運(yùn)用有限元方法計(jì)算阻抗電壓的正確性和精準(zhǔn)性。 【關(guān)鍵詞】：光伏電站 軸向雙分裂變壓器 低電壓穿越能力 阻抗電壓 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM402;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究工作與全文安排13-15
• 第2章 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理及電磁模型的建立15-33
• 2.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)15-19
• 2.1.1 三相變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)型式15-17
• 2.1.2 雙繞組和多繞組變壓器17-19
• 2.2 變壓器的工作原理19-21
• 2.3 變壓器的主要技術(shù)參數(shù)21-24
• 2.4 分裂式變壓器電磁模型的建立24-28
• 2.4.1 電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)24-25
• 2.4.2 變壓器的準(zhǔn)靜態(tài)磁場(chǎng)25-26
• 2.4.3 等效磁路模型的建立26-27
• 2.4.4 等效電路模型的建立27-28
• 2.5 分裂式變壓器的漏磁分析28-32
• 2.5.1 有限元分析法28
• 2.5.2 有限元法計(jì)算變壓器的漏磁場(chǎng)28-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 分裂變壓器的結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行33-43
• 3.1 分裂變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)33-34
• 3.2 雙分裂變壓器的結(jié)構(gòu)型式34-35
• 3.3 分裂變壓器的參數(shù)和等效電路35-38
• 3.3.1 單相雙繞組雙分裂變壓器35-36
• 3.3.2 三相雙繞組雙分裂變壓器36-38
• 3.4 分裂變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行38-41
• 3.4.1 三相雙繞組雙分裂變壓器的等效電路38-39
• 3.4.2 三相雙繞組雙分裂變壓器的等效負(fù)載損耗分析39-40
• 3.4.3 分裂變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 分裂式光伏升壓變壓器的可行性分析與設(shè)計(jì)43-63
• 4.1 大型并網(wǎng)光伏電站接入系統(tǒng)的分析43-46
• 4.1.1 并網(wǎng)光伏電站的構(gòu)成和接線(xiàn)方式43-44
• 4.1.2 并網(wǎng)光伏電站接入系統(tǒng)的基本要求44-46
• 4.2 分裂式光伏電站升壓變壓器的特性分析46-56
• 4.2.1 光伏電站升壓變壓器的接線(xiàn)方式47-48
• 4.2.2 分裂變壓器低電壓穿越能力的分析48-56
• 4.3 分裂式光伏升壓變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)用56-60
• 4.3.1 諧波對(duì)電氣設(shè)備的危害57
• 4.3.2 諧波電壓對(duì)變壓器的影響57-58
• 4.3.3 諧波電流對(duì)變壓器的影響58
• 4.3.4 繞組接法對(duì)電勢(shì)波形的影響58-60
• 4.4 分裂式光伏升壓變壓器經(jīng)濟(jì)效益分析60-61
• 4.5 分裂式光伏升壓變壓器電磁設(shè)計(jì)61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第5章 軸向雙分裂光伏升壓變壓器短路阻抗的計(jì)算63-77
• 5.1 引言63
• 5.2 短路阻抗的定義和計(jì)算63-66
• 5.2.1 短路阻抗的定義63-64
• 5.2.2 電抗分量的計(jì)算64-66
• 5.3 基于ANSYS的阻抗電壓計(jì)算及漏磁場(chǎng)分析66-76
• 5.3.1 ANSYS軟件介紹66-67
• 5.3.2 二維有限元模型的建立67-68
• 5.3.3 二維有限元模型的求解與漏磁場(chǎng)分析68-75
• 5.3.4 仿真結(jié)果分析75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第6章 總結(jié)與展望77-81
• 6.1 論文完成總結(jié)77-78
• 6.2 課題下步研究展望78-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文87

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