大功率整流系统综合节能理论和新技术的研究

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1、学校代号：10532学号：T08092005密级：湖南大学博士学位论文大功率整流系统综合节能理论与新技术研究学位申请人姓名：宁志毫导师姓名及职称：罗隆福教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2012年06月21日论文答辩日期：2012年10月11日答辩委员会主席：黄守道教授TheResearchonSynthesisEnergySavingTheoryandNewMethodoftheLarge-powerRectifierSystembyNINGZhihaoB.E.(Zhengzhou

2、UniversityofLightIndustry)2006AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLUOLongfuJun,2012湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究

3、所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位

4、论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I大功率整流系统综合节能理论与新技术研究摘要在国家上调工业企业用电价格及强制性实施节能减排的双重背景下，高耗能行业的节能改造势在必行。在需要大功率直流电解的冶金、化工行业，整流系统存在节能改造的空间。论文对目前常规的二极管及晶闸管整流方式进行了分析，提出了一种基于感应滤波技术的新型大功率整流系统，分析了感应滤波的机理及实现条件，结合工程实际中存在的直流大电流准确计量与系统

5、及部件的运行效率监测等难题，提出了一个基于感应滤波的大功率整流系统综合节能理论及新技术。工程实测结果验证了新型大功率整流系统在谐波抑制及节能方面的优越性。针对提出的综合节能理论及新技术，本文主要开展了以下几个方面的基础研究工作，并取得相应的创新成果：1、建立了大功率整流系统的等值电路模型、变压器谐波传递数学模型分析了计及换相过程及直流脉动的整流器谐波特性，根据常规的大功率整流系统及其滤波功补方法，在阐述感应滤波理论与方法的基础上，提出了一种基于感应滤波技术的大功率整流系统及其阀侧滤波功补方法，给出了大功率整流系统

6、的主电路拓扑结构，依据其工作原理和数学模型，建立了系统等值电路模型、变压器谐波传递模型及系统能耗模型，进行了系统能耗分析，并对谐波功率进行研究，探讨了谐波功率与系统基波电能计量的关系。2、提出了一种直流大电流的间接测量方法鉴于目前测量方法及设备存在的问题，根据变压器耦合瞬态模型的交流阀侧及直流电流关系、开关函数及其拓展与理论解析，推导了变压器阀侧交流电流与直流电流的对应关系。在此基础上，根据整流变压器阀侧交流的波形，通过变压器所有输出母排交流电流的叠加得到直流电流的波形，并获得国家发明专利。优点是此方法计算简单，

7、摒弃了体积庞大的直流传感器，且不受直流强磁场的影响。3、提出了一种大功率整流系统各部件运行功耗及效率的监测方法大功率整流机组由变压器(含整流与调压变压器)、整流柜及滤波功补装置三大部分组成，通过交流网侧、滤波侧、低压阀侧及直流侧的同步测量，提出一种能耗部件运行功耗监测与系统效率分析方法，并进行了工程测试研究。同时，对工程测试中遇到的电力整流设备运行效率测试问题、传感器精度问题、同步测量问题、晶闸管损耗工程测试问题进行分析与研究，并根据国家制定的电力整流设备运行效率的在线测量标准，对测试结果进行了分析及误差修正。此

8、方法可实现整流系统的电能质量及效率分析，解决目前系统及部件效率无法核算的难题，为系统的节能评估提供数据支持。IIII博士学位论文4、分析了绿色节能直流电站的综合节能技术根据前述研究，探讨了基于感应滤波技术的绿色节能直流电站的感应滤波节能(在接近谐波源处进行谐波抑制与无功补偿)、系统参数优化设计节能、基于节能的关键部件优化设计节能及基于部件损耗监测系统优化运行节能等综合节能