發(fā)布時(shí)間：2020-05-16 15:04

【摘要】：發(fā)展可再生能源已成為全球能源轉(zhuǎn)型及實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)的重大戰(zhàn)略舉措。全球能源轉(zhuǎn)型的基本趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)化石能源體系向低碳能源體系的轉(zhuǎn)變,最終進(jìn)入以可再生能源為主的可持續(xù)能源時(shí)代。就我國(guó)而言,國(guó)內(nèi)電網(wǎng)相對(duì)成熟,但對(duì)于大規(guī)模新能源的接納接入電網(wǎng)還存在一定困難,也無(wú)法滿足大規(guī)模新能源功率的傳輸。柔性直流輸電以其運(yùn)行控制靈活、智能化程度高受到重視,能提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)清潔能源的消納能力,提高配電網(wǎng)可靠性和靈活性,其在新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)互聯(lián)、孤島送電以及大城市中心供電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)投運(yùn)了多個(gè)兩端以及多端柔性直流輸電工程。同時(shí),直流斷路器的研發(fā)成功使建設(shè)直流電網(wǎng)成為可能。本文首先研究了基于MMC的柔性直流系統(tǒng)的模型,包括其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、調(diào)制策略。其中,直流系統(tǒng)基本控制包括了外環(huán)控制、內(nèi)環(huán)電流控制和電容電壓平衡控制等�？刂葡到y(tǒng)還包括系統(tǒng)的環(huán)流抑制和啟動(dòng)控制。本文基于工程實(shí)際的各項(xiàng)參數(shù),在電力系統(tǒng)仿真程序PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)上搭建詳細(xì)的柔性直流輸電系統(tǒng)模型,包括交直流系統(tǒng)建模、控制系統(tǒng)和調(diào)制策略功能實(shí)現(xiàn)。建立了基于戴維南等效的MMC快速仿真模型,將單個(gè)橋臂上的數(shù)百個(gè)子模塊簡(jiǎn)化等效為上下橋臂兩個(gè)元件,極大地降低了電磁暫態(tài)計(jì)算過(guò)程中待求解方程的階數(shù),從而顯著地提升了仿真速度。在所建柔性直流輸電系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了系統(tǒng)仿真分析。實(shí)現(xiàn)了 MMC型柔直系統(tǒng)在眾多工況下的仿真,系統(tǒng)故障類型根據(jù)換流站內(nèi)發(fā)生故障的位置不同分為換流變壓器網(wǎng)側(cè)交流故障、換流變壓器閥側(cè)交流故障和直流故障。其中直流故障又分為直流線路發(fā)生單極接地短路故障、直流線路極間短路故障和平波電抗器閥側(cè)接地短路故障。分析上述故障引起的系統(tǒng)操作過(guò)電壓水平及配合相應(yīng)避雷器承受的能量,計(jì)算結(jié)果為換流站相關(guān)設(shè)備選型、試驗(yàn)提供依據(jù)。最后,對(duì)直流線路裝設(shè)直流斷路器,當(dāng)直流線路側(cè)發(fā)生短路故障,故障側(cè)換流器直流輸出端口出現(xiàn)直流過(guò)電壓,并提出相應(yīng)的抑制措施,這種過(guò)電壓現(xiàn)象只會(huì)發(fā)生在裝設(shè)了直流斷路器的直流電網(wǎng)中,對(duì)其研究具有工程參考價(jià)值。。
【圖文】：

可以雙向流動(dòng)的，即換流器既可以做為整流站將功率從交流系統(tǒng)輸送到直流線路，逡逑也可以作為逆變站將功率從直流送至交流系統(tǒng)。逡逑柔性直流輸電系統(tǒng)的單線圖如圖２－１所示。換流站內(nèi)包括交流系統(tǒng)變壓器、逡逑聯(lián)絡(luò)變壓器、系統(tǒng)連接電抗器和換流器等設(shè)備。逡逑Ｐｉ邐ｖ抑邐立流線路邐＾逡逑Ｕ邋２Ｃｔ＿邋ｆ邐ｆ邋Ｊｚｃｊ逡逑：邐Ｉ邋ＬＫｒ．．．邐Ｉ邋．＇邐３：逡逑圖２－１邋ＭＭＣ－ＨＶＤＣ系統(tǒng)拓?fù)鋱D逡逑柔性直流輸電系統(tǒng)的兩端ＶＳＣ可以通過(guò)矢量控制方式各控制２個(gè)物理量，這逡逑種控制主要由內(nèi)環(huán)電流控制器和外環(huán)功率控制器決定（外環(huán)功率控制器主要是根逡逑據(jù)有功功率、無(wú)功功率、交流電壓、直流電壓等參考值來(lái)計(jì)算內(nèi)環(huán)電流控制的參逡逑考值，，而內(nèi)環(huán)控制是承接外環(huán)控制下實(shí)現(xiàn)輸出電流跟蹤參考電流的作用）。逡逑柔性直流輸電系統(tǒng)的每個(gè)端口必須同時(shí)控制一有功物理量和一個(gè)無(wú)功物理逡逑量，該系統(tǒng)還必須有一端可以控制直流側(cè)電壓。而有功物理量和無(wú)功物理量分別逡逑包含有多種變量。因此，柔性直流輸電系統(tǒng)存在多種控制變量的組合［３２］。逡逑２．１．２電壓源換流器的基本特性逡逑ＶＳＣ在基波電壓下的穩(wěn)態(tài)特性可以表示為圖２－２。逡逑６逡逑

提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。逡逑目前ＭＭＣ子模塊結(jié)構(gòu)有半橋子模塊、全橋子模塊以及雙箝位子模塊拓?fù)浣Y(jié)逡逑構(gòu)，如圖２－５。半橋子模塊是將兩個(gè)ＩＧＢＴ構(gòu)成－個(gè)半橋，全橋子模塊用于抑制逡逑直流線路發(fā)生短路故障時(shí)的故障電流，而不需要跳開(kāi)交流斷路器，但是開(kāi)關(guān)器件逡逑數(shù)量是半橋型ＭＭＣ子模塊的兩倍，并且全橋子模塊控制系統(tǒng)更加復(fù)雜。雙箝位逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM721.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉劍;邰能靈;范春菊;黃文燾;;柔性直流輸電線路故障處理與保護(hù)技術(shù)評(píng)述[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年20期

2 徐殿國(guó);劉瑜超;武健;;多端直流輸電系統(tǒng)控制研究綜述[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年17期

3 馬為民;樊紀(jì)超;;特高壓直流輸電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)[J];高電壓技術(shù);2015年08期

4 王一振;趙彪;袁志昌;付姣;趙宇明;劉國(guó)偉;韓英鐸;;柔性直流技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年14期

5 李斌;何佳偉;;柔性直流配電系統(tǒng)故障分析及限流方法[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年12期

6 吳金龍;劉欣和;王先為;姚為正;;多端柔性直流輸電系統(tǒng)直流電壓混合控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年06期

7 何俊佳;袁召;趙文婷;方帥;喻新林;潘垣;;直流斷路器技術(shù)發(fā)展綜述[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2015年02期

8 周孝信;魯宗相;劉應(yīng)梅;陳樹(shù)勇;;中國(guó)未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年29期

9 李亞男;蔣維勇;余世峰;鄒欣;;舟山多端柔性直流輸電工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];高電壓技術(shù);2014年08期

10 趙成勇;李丹;劉羽超;郭春義;許韋華;陽(yáng)岳希;;含有STATCOM的高壓直流輸電系統(tǒng)控制方法[J];高電壓技術(shù);2014年08期

本文編號(hào)：2666917