中文摘要：

Powerformer是一种新问世的高压直联发电机，被视为发电技术发展史上的一次重要革新。目前，其保护原理未臻完善，运行特性上的优势也未得到充分利用。本项目拟开展2个方面的研究一、研究适用于Powerformer的保护原理和算法，通过研究Powerformer的本体结构特征及发生区内外故障时相应电气量的稳、暂态特征，结合现代信号处理技术，设计不受绕组对地电容影响的电流差动保护、不依赖中性点电压测量的100％定子单相接地保护、高可靠非全相和断路器失灵保护和具有选择性的并联发电机过电压保护及作为系统稳定措施后备的系统保护。二、研究Powerformer无功调节特性和定子电流过载特性，结合相关的保护技术探讨解决电力系统稳定问题的更好手段。本项目为电力系统自动化技术和新型发电技术的交叉学科，它的开展将使我国在电力前沿领域的研究和国际先进水平保持同步、并有望超越。为出新成果、出高水平成果铺平道路。

结论摘要：

围绕Powerformer这种新问世的高压直联发电机，本项目开展了三个方面的研究一、研究了Powerformer的内部故障机理，正确计算了故障子绕组的有效匝数和磁轴正方向，并恰当地考虑了电缆电容的影响，建立了Powerformer内部故障的仿真模型，给出了数值计算方法以及仿真结果，并进行了动模试验比对；二、研究了适用于Powerformer 的保护原理和算法，设计了不受绕组对地电容影响的电流差动保护、不依赖中性点电压测量的100％定子单相接地保护、高可靠非全相保护和具有选择性的并联发电机过电压保护，研究中建立了Powerformer继电保护硬件平台，采用RTDS搭建含有Powerformer的系统模型，对基本保护功能进行了测试；三、研究了Powerformer 无功调节特性和定子电流过载特性，提出了新的电压控制调节器的实现方案；提出了一种新型灵敏度电压稳定方法来决定电力系统无功备用组，并提出基于无功备用组定位电压调节控制点的方法，采用MATLAB结合PSAT软件建立了北欧测试系统，对所研究的方案进行了验证，以此为基础分析了Powerformer替代常规发变组对节点负荷极限的影响。