基于PSCAD的呼辽直流系统建模及仿真研究

摘要

为了合理解决我国现有的资源分布和需求不平衡问题，结合科学发展观，我国提出了西电东送、南北互供、全国联网资源配置战略，实现资源的优化配置。其重中之重就是如何在实现远距离、大容量输送电力能源的同时，保证整个系统相对低损耗、系统高稳定、并且电能质量良好。而高压直流输电（High-Voltage Direct-Current Transmission System, HVDC）以直流的方式实现电能传输，因其具有独特的稳定性优势和突出的技术经济优势，一直受到世界各国电力发展企业的瞩目，也成为我国实现资源优化配置的重要技术方式。
　　高压直流输电系统（high-voltage direct current transmission，HVDC）可以满足超远距离、超大容量电力传输的需要，在不增加系统的短路容量的同时连接两个不同步的电网，作为一种经济高效的输电方式，日趋得到重视。为解决东北电网北电南送问题，建设了呼伦贝尔-辽宁高压直流输电工程，提高了东北电网输电能力。呼辽直流输工程投运后对东北电网的运行和调控产生了很大影响，直流系统接入电网吸收大量的无功功率，并且直流系统的接入也将对整个电网的电能质量造成不可忽略的影响。因此对呼辽直流系统进行仿真研究对保证电网的安全稳定运行具有重要意义。
　　针对目前国内对实际直流工程仿真研究不足的现状，本文主要做了如下工作：
　　基于电力系统电磁暂态仿真软件平台PSCAD，结合呼辽直流输电系统在运行中遇到的问题和该系统的结构参数等数据，搭建呼辽直流系统仿真模型。首先建立了换流站中一次设备的电路模型；基于PSCAD软件平台，搭建了呼辽直流系统的整体仿真模型；考虑到滤波器的特性，对交直流滤波器及平波电抗器性能进行了仿真研究；对正常运行时交直流滤波器的电流波形进行了仿真，并对其谐波性能进行了分析，获得了交直流滤波器的谐波电流分布特性；对直流线路短路故障进行了仿真，对其短路过程的特点及其控制系统进行了分析，获得了短路故障下的电压和电流暂态特性；对直流系统正常稳态运行条件下投交直流滤波器操作进行了仿真，对交直流滤波器暂态电流进行了分析，获得了其暂态电流峰值及波形特点。根据本文仿真内容研究了呼辽直流输电系统的特性，探讨了直流输电系统稳定性研究中的一些关键问题，为进一步通过仿真研究东北电网交、直流系统故障的相互影响奠定基础。

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第1章绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 PSCAD软件介绍

1.4本文主要研究内容

第2章呼辽直流输电系统建模

2.1直流输电系统基本结构

2.2呼辽直流输电简介

2.3直流系统一次设备模型

2.4本章小结

第3章呼辽直流系统换流站滤波器及其特性分析

3.1 直流滤波器

3.2 交流滤波器

3.3平波电抗器

3.4本章小结

第4章呼辽直流系统仿真及其分析

4.1稳态运行及其波形特性

4.2直流线路短路故障仿真

4.3投交直流滤波器暂态仿真

4.4本章小结

第5章结论与展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢