高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案

摘要

高压直流输电技术近年来发展迅速，它不仅具备远距离、大容量、低损耗的送电能力，且线路造价低、控制性能好。高压直流输电技术以其显著的经济效益和社会效益逐渐成为各个电力大国解决高电压、大容量、远距离送电和电网互联的重要手段，我国也因“西电东送，南北互供，全国联网”使得高压直流输电成为电力建设的热点。随着高压直流输电技术在电网中发挥的作用越来越重，如何提高系统运行的安全性和可靠性也成为亟待解决的问题，因此有必要对高压直流输电系统的保护和控制模式特性进行仿真与研究，分析其故障特性并进一步完善其保护方案。
　　本文首先介绍了高压直流输电工程的概况包括直流输电系统的发展、构成、和输电方式等，然后利用仿真软件PSCAD/EMTDC，在CIGRE直流输电国际标准测试系统的基础上搭建了双极型12脉波HVDC系统的仿真模型。在该仿真模型的基础上，对高压直流输电系统的运行方式、典型换流站故障以及直流输电线路故障进行了仿真与故障特性分析。针对国内外线路保护的发展趋势和现状分析了基于暂态故障分量的行波保护原理，并研究分析了ABB、SIEMENS公司的直流输电线路行波保护判据原理，比较了保护方案的性能，并对其应用作了深入探讨。最后结合目前现有的高压直流线路行波保护方案，提出具体的线路保护配置，以行波保护为主保护配合微分欠压保护和线路纵差保护并搭建模型，通过PSCAD/EMTDC软件在直流输电模型上对方案进行仿真分析和验证。论文最后对上述研究分析进行了总结并提出了进一步研究的方向和展望。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2高压直流输电系统简介

1.3高压直流输电现状和发展前景

1.4论文主要工作

第二章 基于PSCAD/EMTDC的直流输电系统模型的建立

2.1 PSCAD/EMTDC仿真软件介绍

2.2 双极直流输电系统介绍

2.3直流输电系统控制系统

2.4 HVDC系统模型

第三章 HVDC系统的故障分析和仿真

3.1直流输电系统的主要故障及其特征

3.2直流输电系统主要故障仿真

第四章 HVDC系统直流线路的保护

4.1直流输电线路行波保护原理

4.2现有的行波保护方案

4.3 直流线路的保护配置

4.4 直流线路的保护仿真

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 未来工作与展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢