特高压LCC-MTDC电磁暂态特性仿真研究

摘要

发展特高压多端直流输电技术对于实现区域电网的互联互通、与周边国家的电力能源合作具有重要的意义。与特高压两端直流输电系统相比，多个换流站间互联拓扑将导致多端系统电磁暂态特性产生变化，为了保证系统的安全稳定运行，有必要对多端直流输电系统的电磁暂态特性进行仿真研究。本文以特高压四端直流输电系统为研究对象，对多端系统控制策略、电磁暂态特性及故障开断对系统过电压的影响开展了深入的研究。 基于电流裕度控制原理和开环型关断角控制理论，本文建立了包含协调控制层、极控制层和阀控制层的特高压四端直流输电电磁暂态仿真分层控制模型，实现了四端换流站的起停和稳态过程切换协调控制，通过与±800kV晋北-南京直流工程调试波形对比，验证了极控制模型的准确性，为系统过电压特性的研究奠定了基础。 仿真获得了特高压四端直流输电系统在换流站故障和直流线路故障等典型工况下关键节点过电压水平和避雷器动作特性，与两端系统相比，主设备过电压水平基本一致。获得了四端环网型分支线路过电压沿线分布特征，导致过电压最严重的故障点位于连接两整流站的直流架空线路中点。通过与两端系统的对比表明，相同的一条线路发生接地故障时，四端系统最大过电压幅值较两端系统更高。 研究了特高压四端直流输电系统中混合式直流断路器切除线路故障对系统电磁暂态特性的影响，获得了断路器不同限流电感和动作时间下非故障极线路最大缓波前过电压特性。仿真结果表明当加入限流电感使得换流站端部阻抗呈感性时，断路器在特定时间内切除故障能有效抑制过电压。本文的研究工作可为特高压多端直流输电系统过电压水平抑制与绝缘配合设计提供参考。

目录

第一个书签之前

特高压LCC-MTDC电磁暂态特性仿真研究

摘 要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 多端直流输电工程发展状况

1.2.2 多端直流输电系统控制理论及电磁暂态仿真研究现状

1.2.3 多端直流输电系统线路故障开断研究现状

1.2.4 研究存在的问题

1.3 本文的主要工作

2 特高压多端直流输电系统电磁暂态仿真模型研究

2.1 多端直流系统主回路拓扑方案

2.1.1 串联型接线方式

2.1.2 并联型接线方式

2.2 多端直流控制系统建模

2.2.1 直流输电分层控制结构

2.2.2 协调控制策略与建模

2.2.3 极控制理论与建模

2.3 仿真模型验证

2.3.1 多站协调控制模型验证

2.3.2 极控制模型验证

2.4 本章小结

3 特高压多端直流输电系统过电压特性仿真研究

3.1 过电压类型及仿真条件

3.2 换流站故障

3.2.1 换流器故障

3.2.2 换流器直流侧对地短路故障

3.2.3 换流器交流侧对地短路故障

3.3 直流线路故障

3.4 本章小结

4 直流断路器对多端线路故障暂态特性的影响研究

4.1 基于直流断路器的多端线路故障切除策略

4.2 故障切除策略对多端系统电磁暂态特性的影响

4.2.1 故障切除策略对多端系统运行特性的影响

4.2.2 故障切除策略对多端系统线路过电压的影响

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目