柔性直流輸電(VSC-HVDC)是一種基于電壓源換流器、脈寬調制技術和全控型器件的直流輸電技術。與傳統(tǒng)的直流輸電(HVDC)相比,VSC-HVDC具有可向無源網(wǎng)絡供電、可獨立控制有功和無功功率、不需要無功補償以及潮流反轉時改變電流方向而不改變電壓極性等優(yōu)點,因此非常適用于大規(guī)模清潔能源發(fā)電和分布式電源接入、孤島供電、城市電網(wǎng)供電以及異步交流電網(wǎng)互聯(lián)等領域,具有廣闊的發(fā)展前景。VSC-HVDC系統(tǒng)的換流站之間一般采用地下電纜或海底電纜相連,由于VSC-HVDC系統(tǒng)慣性系數(shù)小,且缺乏低壓限流功能和完善的直流開關器件,當電纜線路發(fā)生故障后,故障電流將在幾毫秒內(nèi)達到峰值,在短時間內(nèi)對系統(tǒng)設備造成極大的損害,需要快速可靠的保護動作來切除故障。由于電纜跨越距離較長,且一般埋設在地底或海底,當發(fā)生永久性故障后,故障點查找、故障清除非常困難,為了降低工作量、減少停電損失,需要精確的測距技術對故障進行定位。因此研究直流電纜線路的保護和故障測距技術對提高VSC-HVDC系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性的具有重要的意義。近幾年,國內(nèi)外學者針對VSC-HVDC線路的保護與故障測距已開展了大量研究工作,但大部分研究工作沒有考慮...

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 VSC-HVDC系統(tǒng)建模仿真
        1.2.2 VSC-HVDC輸電線路故障分析
        1.2.3 直流輸電線路保護
        1.2.4 直流輸電線路故障測距
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點
第二章 VSC-HVDC暫態(tài)模型仿真和故障特性分析
    2.1 引言
    2.2 VSC-HVDC暫態(tài)模型仿真
        2.2.1 交流側模型
        2.2.2 直流側模型
        2.2.3 控制系統(tǒng)模型
    2.3 故障特性分析
        2.3.1 區(qū)內(nèi)單極故障
        2.3.2 區(qū)內(nèi)雙極故障
        2.3.3 區(qū)外故障
    2.4 本章小結
第三章 VSC-HVDC電纜線路縱聯(lián)保護方法
    3.1 引言
    3.2 S變換簡介
        3.2.1 S變換理論
        3.2.2 Matlab算法
    3.3 保護原理
        3.3.1 雙極直流電纜相模變換
        3.3.2 電流頻率分量在電纜中的傳播特性
        3.3.3 保護啟動判據(jù)
        3.3.4 排除噪聲干擾
        3.3.5 區(qū)分區(qū)內(nèi)區(qū)外故障
    3.4 保護方案
        3.4.1 流程圖
        3.4.2 動作時間和數(shù)據(jù)同步
    3.5 仿真驗證
        3.5.1 仿真系統(tǒng)
        3.5.2 仿真結果
        3.5.3 影響保護性能的因素
    3.6 本章小結
第四章 VSC-HVDC電纜線路邊界保護方法
    4.1 引言
    4.2 保護原理
        4.2.1 區(qū)內(nèi)故障分析
        4.2.2 近端區(qū)外故障分析
        4.2.3 遠端區(qū)外故障分析
    4.3 保護方案
        4.3.1 保護啟動判據(jù)
        4.3.2 區(qū)分正向故障和反向故障
        4.3.3 區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和遠端區(qū)外故障
        4.3.4 流程圖
    4.4 仿真驗證
        4.4.1 仿真系統(tǒng)
        4.4.2 仿真結果
        4.4.3 故障距離和過渡電阻的影響
    4.5 本章小結
第五章 VSC-HVDC電纜線路雙端測距方法
    5.1 引言
    5.2 故障測距原理
        5.2.1 故障距離的計算方法
        5.2.2 測距計算參數(shù)的選取
        5.2.3 利用S變換檢測波頭
    5.3 故障測距方法
        5.3.1 測距計算參數(shù)
        5.3.2 確定波頭到達電纜兩端的時間
        5.3.3 故障測距方案
    5.4 仿真驗證
        5.4.1 仿真系統(tǒng)
        5.4.2 測試波頭到達時間
        5.4.3 故障測距結果
        5.4.4 影響測距性能的因素
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1.1 總結
    6.1.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀博士學位期間的科研情況
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3875046