磁閥式可控電抗器的磁化曲線擬合與應(yīng)用.pdf

1、隨著電壓等級的不斷提高，電網(wǎng)對無功功率的需求日益增大。MCR(磁閥式可控電抗器)作為一種通過控制磁閥飽和度來輸出無功功率的電磁設(shè)備，因具有適用范圍廣、維護費用低和可平滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功等優(yōu)點而在電力系統(tǒng)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。而磁化特性作為電磁設(shè)備理論研究與工程設(shè)計的基礎(chǔ)，其在MCR的研究應(yīng)用中起著非常重要的作用。然而磁閥的存在改變了鐵心結(jié)構(gòu)，這使MCR的磁化特性必須按照先擬合鐵磁材料磁化曲線，然后根據(jù)磁閥形狀函數(shù)來求解。而且為了降低諧波

2、，近些年學(xué)者們又提出了不同形狀的磁閥。因此本文首先提出了適于求解MCR磁化特性的鐵磁材料磁化曲線擬合函數(shù)，然后基于所提出的擬合函數(shù)求解了不同磁閥形狀MCR的磁化特性，最后將這些磁化特性運用到了MCR電流特性的分析之中。具體研究過程如下：
　　首先，從直流激磁改變鐵心磁導(dǎo)率的方向解釋了MCR的工作原理，分析了它的工作過程并求解了等效電路?；诘刃щ娐反罱薓CR的仿真模型，用一算例對其工作電流進行了仿真分析，驗證了理論分析的正確性。

3、
　　然后，通過剖分鐵心結(jié)構(gòu)給出了MCR磁化特性的計算通式，利用鐵磁材料最簡單的擬合函數(shù)（理想小斜率擬合函數(shù)）計算了不同磁閥形狀MCR的磁化特性。根據(jù)所計算的磁化特性推導(dǎo)了單級型MCR控制電流、工作電流和繞組電流的平均值/有效值和瞬時值表達式，這為后續(xù)基于不同擬合函數(shù)的MCR電流特性研究提供了計算思路。
　　接著，分析了磁化曲線擬合的常用方法及實現(xiàn)手段，從曲線逼近程度和殘差變化趨勢上比較了現(xiàn)有擬合函數(shù)的擬合效果，同時通過觀察

4、分析提出了一種高擬合精度的對數(shù)型擬合函數(shù)。根據(jù)磁閥存在的特殊性以及MCR磁化曲線的工作范圍提出了兩種適于求解MCR磁化特性的擬合函數(shù)，并與理想小斜率擬合函數(shù)進行了比較，說明所提出的擬合函數(shù)具有進一步研究的意義與價值。
　　最后，分別將所提出的兩種擬合函數(shù)應(yīng)用于單、雙級MCR磁化特性的求解之中，基于所計算出的單級型磁化特性分別分析了MCR的電流特性，并和用理想小斜率擬合函數(shù)所分析的電流特性進行了比較，結(jié)果得到基于第一、二種擬合函數(shù)分