【摘要】：以電網(wǎng)換相為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)高壓直流(LCC-HVDC)輸電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟,廣泛應(yīng)用于大容量、長距離傳輸。但是LCC換流站正常運(yùn)行時(shí)受兩端交流系統(tǒng)影響,具有依附性。而且換流站工作時(shí)產(chǎn)生的諧波容量大,必需配置許多濾波設(shè)備。目前基于全控型元件的電壓源換流器高壓直流輸電(VSC-HVDC)技術(shù)飛速發(fā)展,克服了LCC-HVDC的一系列缺陷,能夠獨(dú)立控制有功與無功功率。本文主要研究了交直流電力系統(tǒng)中直流輸電的控制策略及其與交流電網(wǎng)的相互影響,具體的研究內(nèi)容如下:分析了LCC-HVDC的基本運(yùn)行原理,推導(dǎo)了等值電路與數(shù)學(xué)模型。采用傳統(tǒng)LCC-HVDC系統(tǒng)的控制策略,整流端采用恒定直流電流并配有低壓限流控制,逆變端選用定熄弧角并配有定電流控制,并在RTDS仿真系統(tǒng)搭建了仿真模型。仿真結(jié)果表明:穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),直流電流按給定指令輸出;逆變側(cè)交流母線故障時(shí),整流側(cè)交流電壓跌落后發(fā)生振蕩,直流電壓與電流劇烈波動(dòng),發(fā)生換相失敗。故障消失后,系統(tǒng)依然振蕩并且恢復(fù)較慢。研究了VSC-HVDC系統(tǒng)的工作機(jī)理,得出其在dq0坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型。采用雙閉環(huán)控制:外環(huán)整流端為恒定直流電壓與交流電壓控制,逆變端為恒定有功功率與交流電壓控制;內(nèi)環(huán)為電流dq軸解耦控制。在RTDS中搭建了仿真模型,結(jié)果表明:穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),傳輸功率為給定參考值;逆變側(cè)交流母線故障時(shí),整流側(cè)母線依然穩(wěn)定,直流電壓與電流小幅波動(dòng),VSC-HVDC起到了隔離故障的作用。相比于傳統(tǒng)的高壓直流輸電系統(tǒng),VSC-HVDC系統(tǒng)的穩(wěn)定性更高,控制更靈活。針對部分地區(qū)由于地理位置以及季節(jié)性差異引起的能源不平衡現(xiàn)象,提出VSC-HVDC系統(tǒng)雙向傳輸?shù)臍w一化控制策略,實(shí)現(xiàn)分區(qū)聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)能源的優(yōu)勢互補(bǔ)。將VSC兩側(cè)的下垂特性歸一化,獲得交直流電網(wǎng)的傳輸功率參考值;比較直流線路兩端傳輸功率參考值的大小與方向,確定直流線路的傳輸功率;控制直流輸電線路兩側(cè)直流電壓,實(shí)現(xiàn)功率雙向傳輸,達(dá)到兩端交流電網(wǎng)的功率平衡,實(shí)現(xiàn)了低碳電力調(diào)度。設(shè)計(jì)了三種不同的工作場景,使用RTDS仿真,驗(yàn)證了控制策略的有效性。隨著VSC-HVDC的應(yīng)用發(fā)展,與LCC-HVDC混合接入交流系統(tǒng),成為發(fā)展趨勢�？紤]到兩種換流站落點(diǎn)的不同以及交流系統(tǒng)的實(shí)際情況,本文建立了一種改進(jìn)的混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提出了在VSC-HVDC中加入電壓調(diào)整和電流調(diào)整的控制方式,減小LCC-HVDC換相失敗的概率,加快故障后輸電系統(tǒng)的恢復(fù),進(jìn)而增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過在RTDS中搭建仿真模型,驗(yàn)證了控制策略的有效性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)故障后VSC-HVDC對系統(tǒng)的電壓支撐能力受LCC與VSC換流站距離、負(fù)荷無功水平的限制�；�2017年山西電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù),在BPA軟件平臺上進(jìn)行了山西電網(wǎng)運(yùn)行仿真計(jì)算,綜合分析了特高壓交直流電網(wǎng)的相互作用及其對山西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。研究結(jié)果對山西電網(wǎng)規(guī)劃和安全調(diào)度提供一定的理論指導(dǎo)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1

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本文編號：2387737