高压直流接地极热稳定及部分故障下对换流站中心母线影响的研究

摘要

高压直流输电以其送电容量大、输送距离远的优点,在我国的能源流动中有着不可替代的作用,而直流接地极系统又是直流输电系统中十分重要的部分,它的安全可靠运行关系到整个直流系统的稳定运行。因此,有关直流接地极系统的研究对我国直流发展有着重要的现实意义。
　　 本文首先简单介绍了直流接地极系统的作用及构成,然后基于天广±500kV高压直流输电系统工程改造后的控制和保护策略,研究了单极大地回路方式运行时接地极线路断线对换流站的影响,并提出了直流系统在控制保护方面减小该故障对换流站中性母线影响的建议。
　　 对于接地极热稳定方面,与以往采用的公式法不同,本文从数值法入手,比较分析已有各种偏微分方程的数值解法的优缺点,最终选取基于有限差分的“单元能量平衡法”作为核心算法,推导接地极温度场的计算公式,并编程实现该算法,之后用一算例与已有计算结果进行比较,验证算法的准确性。
　　 最后,本文以溪洛渡-浙西特高压双极直流输电工程的浙西直流接地极为例,从热稳定性方面检验其是否满足要求,并通过分析对特高压直流系统接地极设计过程及热分析计算提出合理的建议。