考虑换相失败的换流站开关函数模型

摘要

随着我国直流输电技术的快速发展，我国已经形成世界上规模最大、电压等级最高的交直流混合输电系统。这使得交直流系统的相互影响更为突出，导致电网的稳定问题复杂化，直流系统间相互影响的加强也增强了发生相继换相失败的危险性。换相失败是直流输电系统最常见的故障之一，为完善直流系统动态相量模型，体现换相失败对直流系统的影响，本文提出一种能体现换相失败影响的开关函数模型。根据直流系统发生换相失败后换流阀通断状态的改变，逐个分析其对应时间内的开关函数状态。在研究换流器开关函数及换流阀换相过程的基础上，归纳出系统发生换相失败后，开关函数的变化规律。基于此建立相应的数学模型，利用正常换相的三相开关函数模型的叠加来实现换相失败对系统的影响。该模型物理过程清晰，数学表达易于实现，且容易编程实现。算例分析表明本文提出的开关函数模型能够体现直流系统的换相失败对直流电压和电流产生的影响，这对直流系统动态相量模型的广泛应用具有重要的意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 HVDC系统换流站模型的发展

1．3 换相失败的概述

1．3．1 换相失败的定义及影响

1．3．2 换相失败的发生机理

1．3．3 换相失败的判别方法

1．4 本文的主要研究工作

第2章 开关函数的描述

2．1 开关函数的表示形式

2．1．1 开关函数基本概念

2．1．2 分段函数表示的开关函数

2．1．3 傅里叶级数表示的开关函数

2．2 用开关函数表示的直流模型

2．2．1 基于分段开关函数的直流模型

2．2．2 基于傅里叶级数开关函数的直流模型

2．2．3 直流系统的动态相量模型

2．3 本章小结

第3章 建立含换相失败影响的开关函数模型

3．1 单次换相失败后开关函数的数学模型

3．1．1 换相过程对换流阀的状态描述

3．1．2 理想情况下单次换相失败过程分析

3．1．3 单次换相失败后开关函数的模型

3．1．4 实际情况下单次换相失败后的开关函数

3．2 多次换相失败后开关函数的数学模型

3．2．1 两次连续换相失败过程分析

3．2．2 两次不连续换相失败过程分析

3．2．3 连续换相失败开关函数计算流程

3．3 本章小结

第4章 仿真分析

4．1 仿真算例

4．2 仿真结果

4．3 结果分析

第5章 结论与展望

5．1 本文的主要成果

5．2 工作展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢