ITER磁体电源信号的无功补偿与谐波检测的应用和解决方案

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国际热核聚变实验堆(ITER)电源系统是一个巨大的动态无功与谐波源,为了保证其安全、可靠运行,并实现与高压电网的电磁兼容,有必要设计动态无功补偿与谐波抑制装置。本文提出了采用无源滤波与有源滤波相结合,固定补偿与动态补偿相结合,无源滤波兼作固定补偿的方案对电源系统实施补偿与滤波,并论证了该方案的可行性与效果。在10KV侧采用分组投切的滤波器[1],晶闸管控制的电抗器及混合滤波技术,使电网的电压降落及谐波电压因素限制在国家标准的范围。文中对补偿装置的关键技术进行了研究。提出一种用于无源滤波器频繁投切操作的高压复合开关,大大减小了机械开关的电应力;在综合矢量平面上,建立了一种畸变系统的功率定义,并以此为基础,提出了算法简单,实时性好,适用性广的谐波及无功电流的检测方法;对ITER装置中SVC的控制策略进行研究,建立了一种精度高、响应快的方法。采用检测无功的开环、电网电压的闭环及模糊控制的方法对TCR控制,采用检测无功及其变化率、死区设置的方法对滤波器组进行投切控制。论文中对混合滤波器进行了研究,从线性受控源角度阐明了其滤波原理。提出了一种能有效地降低有源部分安装容量,适用于高压、大容量系统补偿的拓扑结构。文中研究了这种混合滤波器的滤波特性、参数设计方法、多重化设计思想。本文的设计思想与相关结论得到仿真与模拟实验的验证。
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