10kV級聯(lián)型高壓變頻節(jié)能的關鍵技術研究和設備開發(fā)的開題報告

10kV級聯(lián)型高壓變頻節(jié)能的關鍵技術研究和設備開發(fā)的開題報告一、研究背景及意義隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和對能源的需求增加，高壓變頻技術被廣泛應用于電力、石化、冶金、礦山等領域，節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品質量的效果明顯。高壓變頻技術是指將市電的固定頻率變換成可控的交流電源，通過高壓變頻電纜將電源傳輸?shù)焦ぷ鞯攸c，再將電源通過高壓變頻變壓器變換成工作電源供給負載。目前市場上主要使用的高壓變頻設備大多是非級聯(lián)的電氣變頻技術，其原理是通過變頻器將市電變頻，然后根據(jù)需求進行調節(jié)，其缺點是變頻精度和脈沖波形對電器和電動機的損傷很大。相比之下，級聯(lián)型高壓變頻技術是利用變頻器直接控制高壓變壓器輸出，是一種高精確跟蹤控制的技術，具有輸出電壓穩(wěn)定、起動電流小、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。二、研究內容及方法1、研究目標本項目旨在研究10kV級聯(lián)型高壓變頻技術的關鍵技術和設備開發(fā)，實現(xiàn)高精確跟蹤控制的同時，節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品質量。2、內容本項目擬研究的內容包括以下幾個方面：（1）級聯(lián)型高壓變頻技術的理論研究和分析。（2）分析變頻器輸出對高壓變壓器的影響，設計高壓變頻電纜和高壓變頻變壓器的相應參數(shù)。（3）開發(fā)可控性、通用性和安全性較高的10kV級聯(lián)型高壓變頻控制系統(tǒng)。（4）研究級聯(lián)型高壓變頻技術的能源節(jié)約效益和經(jīng)濟效益。3、方法在研究過程中，我們將采用計算機輔助設計（CAD）、3D建模，電磁學等多種科學方法來解決工程問題，同時進行實際的場地調研和實驗驗證。三、預期成果1、總體方案的設計，包括電氣、結構、控制、軟件等方面。2、獨立開發(fā)的10kV級聯(lián)型高壓變頻控制系統(tǒng)，能夠精確跟蹤控制輸出電壓。3、研究高壓電纜和高壓變壓器的技術參數(shù)和設計方法。4、分析級聯(lián)型高壓變頻技術的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益，為企業(yè)提供可行性建議。四、進度安排本項目預計完成時間為一年，具體進度計劃如下：1、第1-3個月：調研市場需求，收集相關文獻資料，分析研究項目的技術難點和重點。2、第4-6個月：進行10kV高壓變頻控制系統(tǒng)的設計、制造、調試。3、第7-9個月：設計高壓電纜和高壓變壓器的技術參數(shù)。4、第10-12個月：對所研究的級聯(lián)型高壓變頻技術的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益進行分析和總結。五、經(jīng)費預算本項目總經(jīng)費為50萬元，預算如下：1、材料費：20萬元，包括元器件、硬件、軟件等。2、設備購置費：10萬元，包括PC、實驗設備等。3、人員費用：20萬元，包括工程師、實驗員等。4、其他費用：包括差旅費、會議費、專利申請費等。六、參考文獻[1]W.Yong,W.Liu,J.Fu,etal.“InputVoltageRange-SensitivePower-BalancingControlforaCascadedH-bridgeMMCwithAdjustableDCLinkVoltages,”IEEETransactionsonPowerElectronics,vol.33,no.5,May2018,pp.3598-3608.[2]D.Simon,“CascadedMultilevelConverters:Analysis,ControlandApplications,”IEEETransactiononIndustrialElectronics,vol.56,no.7,July2009,pp.2553-2563.[3]H.Noroozian,M.Ebrahimi,M.Naseri,etal.“ANewHysteresisCurrentControlMethodforMultilevelInverters,”IEEETransactiononIndustrialElectronics,vol.59,no.12,December2012,pp.4848-4858.[4]J.Rodriguez,S.Bernet,B.Wu,etal.“MultilevelVoltage-Source-Converters:ASurveyofTopologies,Controls,andApplications,”IEEETransactionsonIndustrialElectronics,vol.57,no.7,July2010,pp.2119-2128.[5]C.Wang,F.Blaabjerg,andZ.Chen,“ACascadedMulti-levelConverterwithDC-LinkSwitchesasaFlex